题目
恒温恒压下,化学反应达平衡,则必有 ΔrGm ( )A. 大于0B. 等于0C. 小于0D. 无法判断
恒温恒压下,化学反应达平衡,则必有 ΔrGm ( )
A. 大于0
B. 等于0
C. 小于0
D. 无法判断
题目解答
答案
B. 等于0
解析
本题考查化学反应等温式以及化学平衡的相关知识。解题的关键在于理解化学反应等温式中吉布斯自由能变$\Delta_{r}G_{m}$与反应商$Q$、标准吉布斯自由能变$\Delta_{r}G_{m}^{\ominus}$之间的关系,以及化学平衡时反应商$Q$的特点。
步骤一:明确化学反应等温式
化学反应等温式的表达式为$\Delta_{r}G_{m}=\Delta_{r}G_{m}^{\ominus}+RT\ln Q$,其中$\Delta_{r}G_{m}$是反应的吉布斯自由能变,$\Delta_{r}G_{m}^{\ominus}$是反应的标准吉布斯自由能变,$R$是气体常数,$T$是热力学温度,$Q$是反应商。
步骤二:分析化学平衡时反应商$Q$的情况
在恒温恒压下,当化学反应达到平衡时,反应商$Q$等于平衡常数$K^{\ominus}$,即$Q = K^{\ominus}$。
步骤三:结合化学平衡的条件推导$\Delta_{r}G_{m}$的值
根据化学反应的方向判据,当$\Delta_{r}G_{m}=0$时,反应达到平衡状态。将$\Delta_{r}G_{m}=0$代入化学反应等温式$\Delta_{r}G_{m}=\Delta_{r}G_{m}^{\ominus}+RT\ln Q$中,可得$0=\Delta_{r}G_{m}^{\ominus}+RT\ln K^{\ominus}$。这表明在恒温恒压下,化学反应达到平衡时,$\Delta_{r}G_{m}$必然等于$0$。