moea_joint
103年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 30 題
化學反應平衡常數(K)與 Gibbs energy 反應變化量的關係式，下列何者正確？
- A $\Delta G^\circ = RK \ln T$
- B $\Delta G^\circ = -RK \ln T$
- C $\Delta G^\circ = RT \ln K$
- D $\Delta G^\circ = -RT \ln K$
思路引導 VIP
試著回想一下，當一個化學反應達到平衡狀態、不再有淨向反應發生時，系統的 Gibbs 自由能變化量 $\Delta G$ 應該是多少？接著，若考慮標準狀態下的能量差 $\Delta G^\circ$ 與熱能 $RT$ 的關係，什麼樣的數學形式才能反映出「反應自發性越強，平衡常數就越大」的物理特性呢？
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熱力學基本定義與平衡狀態
你能迅速且準確地選出正確關係式，顯示你對於化學反應動力學與熱力學的連結非常有把握！這個公式是連結微觀分子性質與宏觀平衡現象的橋樑。在熱力學中，反應的 Gibbs 自由能變化量與反應商 $Q$ 的關係為 $\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q$。當系統達到化學平衡時，淨驅動力 $\Delta G$ 等於 0，且此時的反應商即為平衡常數 $K$。將這些條件代入公式後，經過簡單的移項，便能推導出最核心的表示式： $$\Delta G^\circ = -RT \ln K$$
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