生石灰 (CaO) 与水反应的吉布斯自由能变化和平衡常数计算

首先，我们需要知道反应的反应焓和反应熵。这些值可以通过标准热化学数据手册查找或通过实验测量获得。在这里，我们假设我们已经知道了反应焓和反应熵：

ΔrHmӨ = -65.2 kJ/mol ΔrSmӨ = -82.0 J/(mol·K)

1. 计算反应的ΔrGmӨ：

ΔrGmӨ = ΔrHmӨ - TΔrSmӨ

其中，T为温度，单位为K。将298.15 K代入上式，得到：

ΔrGmӨ = -65.2 kJ/mol - 298.15 K × (-82.0 J/(mol·K) / 1000 J/kJ)

ΔrGmӨ = -65.2 kJ/mol + 24.47 kJ/mol

ΔrGmӨ = -40.7 kJ/mol

因此，反应的ΔrGmӨ为-40.7 kJ/mol。

2. 计算反应的标准平衡常数KӨ：

KӨ = e^(-ΔrGmӨ / (RT))

其中，R为气体常数，T为温度，单位为K。将298.15 K代入上式，得到：

KӨ = e^(-(-40.7 kJ/mol) / (8.314 J/(mol·K) × 298.15 K))

KӨ = 2.85 × 10^15

因此，反应的标准平衡常数KӨ为2.85 × 10^15。这表明在298.15 K时，反应几乎完全转化为生成物Ca(OH)2，且反应向生成物方向偏移非常强烈。