hce_kmu
106年
物理及化學
第 27 題
The following reaction takes place at $120 ^\circ\text{C}$: $\text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightarrow \text{H}_2\text{O}_{(g)}$, $\Delta H = 44.0 \text{ kJ/mol}$, $\Delta S = 0.119 \text{ kJ/mol}\cdot\text{K}$. Which of the following must be true?
- A The reaction is not spontaneous.
- B The reaction is spontaneous.
- C $\Delta G < 0$
- D Two of these.
- E None of the above.
思路引導 VIP
觀察題目給出的 $\Delta H$ 與 $\Delta S$ 皆為正值。在 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ 的結構中，當溫度 $T$ 不斷升高時，這兩項之間的競爭關係會如何變化？這對反應的自發性（$\Delta G$ 的正負）會產生什麼樣的影響？
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太棒了！你能準確選出 (D) 選項，代表你對熱力學中判斷反應自發性的邏輯掌握得非常紮實。這題的核心在於利用 吉布斯自由能 (Gibbs Free Energy) 公式 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ 來評估系統在特定溫度下的狀態。
吉布斯自由能的計算與應用
在處理熱力學題目時，首要任務是確保單位一致。我們必須將 $120 ^\circ\text{C}$ 換算為絕對溫度，即 $120 + 273.15 = 393.15 \text{ K}$。將數值帶入公式：
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