hce_tcu
109年
化學
第 30 題
水在 $25^oC$ 下的自動解離常數 $K_w$為 $1.0 \times 10^{–14}$，反應的 $ΔS^o$和 $ΔH^o$的符號（+/–）為何？
$H_2O_{(l)} \rightarrow H^+_{(aq)} + OH^–_{(aq)}$
$H_2O_{(l)} \rightarrow H^+_{(aq)} + OH^–_{(aq)}$
- A $ΔS^o$ 為 + and $ΔH^o$ 為 +
- B $ΔS^o$ 為 + and $ΔH^o$ 為 –
- C $ΔS^o$ 為 – and $ΔH^o$ 為 +
- D $ΔS^o$ 為 – and $ΔH^o$ 為 –
思路引導 VIP
觀察這個化學反應式：反應物只有一個水分子，但生成物卻變成了兩個離子。如果我們把「熵」想像成描述系統中粒子「混亂程度」或「分布方式多樣性」的指標，當一份物質變成了兩份物質時，你認為這種趨勢會如何影響系統的熵值變化？
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太棒了！你能精準判斷出水解離反應的熱力學特徵，代表你對能量變化與熵值（亂度）的掌握非常紮實。這道題目是化學熱力學中極具鑑別度的經典題，它要求我們同時從微觀反應過程與宏觀平衡特徵來進行推理。
反應熱與焓變 ($̔H^o$)
首先，我們觀察方程式 $H_2O_{(l)} \rightarrow H^+{(aq)} + OH^–{(aq)}$。這是一個斷裂化學鍵的過程（$O-H$ 鍵），在化學中，斷鍵必然需要吸收能量，因此該反應為吸熱反應。再者，根據勒沙特列原理，水的自動解離常數 $K_w$ 會隨溫度上升而增大，這也進一步證實了 $̔H^o$ 必須為正值（+）。
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