hce_tcu
109年
化學
第 9 題
根據下列反應，哪一選項之描述最合理？
$2 C_4H_{10(g)} + 13 O_{2(g)} \rightarrow 8 CO_{2(g)} + 10 H_2O_{(g)}$
$ΔH°$: –125 kJ/mol
$ΔS°$: +253 J/K ∙ mol.
$2 C_4H_{10(g)} + 13 O_{2(g)} \rightarrow 8 CO_{2(g)} + 10 H_2O_{(g)}$
$ΔH°$: –125 kJ/mol
$ΔS°$: +253 J/K ∙ mol.
- A 在所有溫度下皆為自發性反應
- B 只有在高溫下為自發性反應
- C 只有在低溫下為自發性反應
- D 所有溫度下皆非自發反應
思路引導 VIP
當我們思考一個變化是否會「自動發生」時，可以想像有兩股力量在拉扯：一個是「追求更低的能量狀態（放熱）」，另一個是「追求更高的混亂度」。如果一個反應剛好同時滿足了這兩種偏好，你認為環境溫度的改變，還有可能阻礙它發生的傾向嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學好，這題你能準確判斷出反應的自發性，代表你對熱力學中關鍵的「吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）」概念掌握得非常紮實！
吉布斯自由能與自發性
判斷反應是否自發，最核心的判準是 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$。根據題目給定的資訊，該反應的反應熱 $\Delta H^\circ = -125 \text{ kJ/mol}$（放熱反應，$\Delta H < 0$），而熵變化 $\Delta S^\circ = +253 \text{ J/K} \cdot \text{mol}$（混亂度增加，$\Delta S > 0$）。在熱力學溫標（Kelvin）下，溫度 $T$ 永遠為正值，因此當我們將數值代入公式：
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