吉布斯自由能判断反应能否自发进行

物 理 化 学

第四章 化学平衡

4.1 化学平衡的条件和反应的亲和势

1.化学反应体系: 封闭的单相体系，不作非膨胀功，发生了一个化学反应，设为：dD?eE?????fF?gG????

各物质的变化量必须满足 0???BB

B根据反应进度的定义，可以得到： d??2. 热力学基本方程 dG??SdT?Vdp???BdnB

BdnB?B dnB??Bd?

等温、等压条件下，

（dG）T,p???BdnB???B?Bd? (dnB??Bd?)

BB (?G)T,p???B?B (a) ??B 当??1 mol时：

（?rGm）T,p???B?B (b)

B这两个公式适用条件：

（1） 等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应；

（2） 反应过程中，各物质的化学势保持不变。公式（a）表示有限体系中发生微小的变化；

公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1 mol的变化。这时各物质的浓度基本不变，化学势

化学反应的吉布斯自由能变化 谭远树 1化学反应的标准吉布斯自由能变化 化学反应的标准右布斯自由能变化?rGm0是反应产物与反应物都处于标准态下化学势之差。化学反应的吉布斯自由能变化?rGm是反应产物和反应物皆处于任意状态下化学势之差。 ?rGm?与?rGm是两个含义不同的物理量。在等温等压条件0下，任何物质的?i都有定值，所以任何反应的?rGm?都有是常数；但由化学反应的等温式可知?rGm不但与?rGm?有关，即与Qa有关，所以在等温等压条件下?rGm不是常数。换言之， ?rGm? >0的化学反应未必不能正向自发进行，可以通过Qa值的调整使反应的?rGm<0，反应即能正向自发进行。例如氨合成反应，在673K-1时，如果N2、H2和NH3的分压都是101325Pa，此时?rGm? =24.20 kJ?mol，这个数值大于零，在该条件下?rGm>0，反应不能正向自发进行。若改变N2、H2和NH3的分压，则可使?rGm<0，反应便能正向自发进行。式业合成氨就是这种情况下实现的。 ?rGm? 虽然不能用来指示反应的方向，但可以用来估计反应的可能性。等温式告诉我们，如果?rGm? 的绝对值很大，则?rGm的正负号在一般情况下可能与?rGm? 一致。譬如， ?rGm? 有很大的负值，若要使改变符号，Qa必很大，这在实际上有时是难以实现的。例如反应: Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) 在298K时，该反应的?rGm? =

化学反应的吉布斯自由能变化 谭远树 1化学反应的标准吉布斯自由能变化 化学反应的标准右布斯自由能变化?rGm0是反应产物与反应物都处于标准态下化学势之差。化学反应的吉布斯自由能变化?rGm是反应产物和反应物皆处于任意状态下化学势之差。 ?rGm?与?rGm是两个含义不同的物理量。在等温等压条件0下，任何物质的?i都有定值，所以任何反应的?rGm?都有是常数；但由化学反应的等温式可知?rGm不但与?rGm?有关，即与Qa有关，所以在等温等压条件下?rGm不是常数。换言之， ?rGm? >0的化学反应未必不能正向自发进行，可以通过Qa值的调整使反应的?rGm<0，反应即能正向自发进行。例如氨合成反应，在673K-1时，如果N2、H2和NH3的分压都是101325Pa，此时?rGm? =24.20 kJ?mol，这个数值大于零，在该条件下?rGm>0，反应不能正向自发进行。若改变N2、H2和NH3的分压，则可使?rGm<0，反应便能正向自发进行。式业合成氨就是这种情况下实现的。 ?rGm? 虽然不能用来指示反应的方向，但可以用来估计反应的可能性。等温式告诉我们，如果?rGm? 的绝对值很大，则?rGm的正负号在一般情况下可能与?rGm? 一致。譬如， ?rGm? 有很大的负值，若要使改变符号，Qa必很大，这在实际上有时是难以实现的。例如反应: Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) 在298K时，该反应的?rGm? =

Review NAMD计算自由能

bay__gulf618 (bay__gulf618@sina.com)

College of Chemistry, Chemical Engineering and Materirls Science, Soochow University 前言: 自由能的求算是分子模拟中最重要,也是最困难的工作之一. 重要是因为 . 本文介绍了4种常用的计算自由能的方法, 并详细讲述了各种方法的具体实现. 计算生化体系的自由能主要有如下4种方法，这些在namd 中都已得到实现 1 probability densities, 2 nonequilibrium work,

3 free energy perturbation (FEP), 4 thermodynamic integration (TI)

在namd2.7 版中对自由能的module进行了大幅度改进，可以使用复杂的collective variables 进行probability densities,计算, 从而实现在键角,二面角,RMSD等各种构象指标变化下的PMF。而在2.6版本中仅能实现距离变化时候的PMF, 本文只介绍2

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Cahn Hilliard的论文

Free Energy of a Nonuniform System. I. Interfacial Free EnergyJohn W. Cahn and John E. Hilliard Citation: The Journal of Chemical Physics 28, 258 (1958); doi: 10.1063/1.1744102 View online: /10.1063/1.1744102 View Table of Contents: /content/aip/journal/jcp/28/2?ver=pdfcov Published by the AIP Publishing Articles you may be interested in Lennard-Jones systems near solid walls: Computing interfacial free energies from molecular simulation methods J. Chem. Phys. 139, 084705 (2013); 10.1063/1.4819061 Bcc crysta

QEG自由能源发电机：原理介绍

本文是针对「QEG自由能源发电机」的简单原理介绍。若您还不清楚「QEG自由能源发电机」是什么，请参阅〈修复世界组织公开声明〉或〈QEG自由能源宝典〉。若您不了解何谓「自由能源」或对自由能源有疑问，请参阅这篇〈自由能源〉简介。 以下的介绍是我跟QEG发明人詹姆士(James)对谈后，凭自己的记忆和理解，所写下的原理说明。由于我自己没有电机相关的背景，所以不敢保证我的理解必然正确或完整，只希望我粗浅的理解能够提供给对QEG原理感到好奇的人做为参考。 根据James的说法，他其实并不是QEG的真正发明者，QEG的设计有一部分是跟WITTS组织学习而来。该组织虽然拥有这套自由能源技术，却吝啬于分享。若想与他们合作，仅仅是制造一台发电机，就必须付出巨额的捐款。而他们所开设的发电机教学课程，更故意隐瞒了许多关键细节，让学员必须不断花钱继续上课。James上过他们的课程之后，不愿继续花冤枉钱上课。决定靠自己研究被隐瞒的关键部分。James经过一番自行的研究、学习，透过他人的协助、上天给予的灵感和27年的电子工程经验，终于明白如何打造并改良这台发电机。(James对WITTS保持尊敬的态度，毕竟他们确实是他的老师，而QEG的诞

如何提高企业快速反应能力

首先，是信息畅通对称。对此，公司总经理特别作出安排，成立了品牌接单执行小组，明确了各成员以及成员的具体任务，还对成员小组的工作提出同样具体的要求，要求小组每日一会，会议要有决议，还要有跟踪记录，如此来保证信息的畅通和对称。

其次，要合理安排生产计划。很多生产型企业，对做事计划意识还不是很强。笔者在车间采访，也常常听的到一些主管反映，忙时忙得要命，闲时闲得心里发慌。公司尚无计划部门，产销科要发挥这一主导作用。只有做到有计划性生产，才能做到有条不紊，保证满足优质客户的需要。

第三，要加强各部门的沟通合作。在公司的八字方针中，其中就有“团结”。这里的团结，不是简单意义上的互助，而是生产时的主动沟通，互通有无，互相配合，提供帮助，并将之视为职责所在，不推不卸。如此才能形成合力，才在关键时满足品牌客户需要，才能在平时保障各项生产按时保质完成。

第四，要树立高度的责任意识。完成任务道理都是一样的，完不成任务各有各的不一样。要满足品牌客户的需要，就应该认识到与品牌客户打交道的残酷性。首先树立起高度而强烈的责任意识，多在困难面前找方法，最好不要在困难面前找借口。即使困难存在有其环境因素，也要设法改变。这亦是检验领导能力、衡量领

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技法点拨

离子能否共存的判断方法■谢秋丽离子共存在高考题中主要以选择题的形式出 现，考查形式是有限定条件的离子共存。将定量因素引入到离子共存题目中是今后高考命题的趋势。判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应，只要离子问相互反应，那么就不能大量共存。 下面就离子能否共存判断方法归纳如下：离子共存的判断方法：一色，二性，三特殊， 四反应一

发生氧化还原反应而……”“溶液中已存在F e n、 c l一” 等。二、典型例题分析

例题1在P H= 1 3的无色溶液中，可以大量共存的一组离子是 ( )。A. N H;、 NO 3、 K、 S 0

、

B . C0 j、 NO 3、 HC O3、 NaC . Na 、 C 1 0一、 Al 0j、 N0 i D. C r O￣ 4 -、 K、 Na+、 S O￣ 4 -

( 1 )一色：限定溶液的颜色，若题目限定是无色透明的，则一定没有 F e 2+ (浅绿色 )、 F e 3+ (棕黄色 )、 C u 2+ (蓝色 )、 C r O￣ - (黄色 )等离子；还要注意“透明”不是“无色”。 ( 2 )二性：限定溶液酸碱性。 a .“在强酸性 (或p H= 1 )溶液中”,就是含有大量的H+,应把

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首先，是信息畅通对称。对此，公司总经理特别作出安排，成立了品牌接单执行小组，明确了各成员以及成员的具体任务，还对成员小组的工作提出同样具体的要求，要求小组每日一会，会议要有决议，还要有跟踪记录，如此来保证信息的畅通和对称。

其次，要合理安排生产计划。很多生产型企业，对做事计划意识还不是很强。笔者在车间采访，也常常听的到一些主管反映，忙时忙得要命，闲时闲得心里发慌。公司尚无计划部门，产销科要发挥这一主导作用。只有做到有计划性生产，才能做到有条不紊，保证满足优质客户的需要。

第三，要加强各部门的沟通合作。在公司的八字方针中，其中就有“团结”。这里的团结，不是简单意义上的互助，而是生产时的主动沟通，互通有无，互相配合，提供帮助，并将之视为职责所在，不推不卸。如此才能形成合力，才在关键时满足品牌客户需要，才能在平时保障各项生产按时保质完成。

第四，要树立高度的责任意识。完成任务道理都是一样的，完不成任务各有各的不一样。要满足品牌客户的需要，就应该认识到与品牌客户打交道的残酷性。首先树立起高度而强烈的责任意识，多在困难面前找方法，最好不要在困难面前找借口。即使困难存在有其环境因素，也要设法改变。这亦是检验领导能力、衡量领