Question

问一个吉布斯自由能的问题。 当反应平衡状态时，ΔrGm（不带上标的）=0对吧？（有补充）

那么ΔrGm应该是ΔrG(ξ)函数的斜率，也就是dΔrG/dξ，但是按照课本关于的ΔrGm定义，ΔrGm=ΔrG/ξ，但是dΔrG/dξ和ΔrG/ξ很明显不一样，前者就相当于瞬时速度，后者则是平均速度。请问如何解释？

Answer 1

吉布斯自由能（Gibbs free energy）是描述化学体系的热力学性质的重要参量。在平衡状态下，ΔrGm（不带上标）= 0，这意味着反应的吉布斯自由能变化为零，表明反应处于热力学平衡状态。
ΔrGm（不带上标）表示的是反应的标准吉布斯自由能变化，其计算涉及到标准反应物和产物的物态浓度，使用的是标准状态下的物态浓度。标准吉布斯自由能变化与反应坐标ξ无关，因此在平衡状态下，ΔrGm（不带上标）= 0。
而您提到的斜率dΔrG/dξ和ΔrG/ξ是两个不同的概念。dΔrG/dξ表示吉布斯自由能变化对于反应坐标ξ的变化率，可以理解为瞬时速度，即单位ξ的吉布斯自由能变化。而ΔrG/ξ表示吉布斯自由能变化相对于反应坐标ξ的平均变化率，即整个反应过程中单位ξ的吉布斯自由能变化。
在平衡状态下，ΔrGm（不带上标）= 0，并不代表反应的瞬时速度dΔrG/dξ为零。它只是表示在标准状态下反应的吉布斯自由能变化为零，而不涉及具体的反应速率。反应的速率与动力学相关，而吉布斯自由能的变化与热力学相关。
所以，这两个概念是不同的，ΔrGm（不带上标）用于描述反应在平衡状态下的热力学性质，而dΔrG/dξ用于描述反应的瞬时速度。在热力学平衡下，ΔrGm（不带上标）= 0，并不能推断反应速率的值或变化。

Answer 2

当一个化学反应处于平衡状态时，反应的自由能变化量ΔG为0。ΔrGm（不带上标的）通常指的是标准反应焓和标准反应熵的贡献，当这两个贡献相等时，ΔrGm也等于0。因此，当一个化学反应达到平衡状态时，ΔrGm通常会等于0。需要注意的是，吉布斯自由能只能用于预测反应是否会自发进行，而不能预测反应速率和平衡状态的位置。