hce_nsysu
111年
物理與化學
第 20 題
Which of the following reactions would have a positive $\Delta S$?
- A Pb(NO$_3$)$_2$ (aq) + 2KI (aq) $\rightarrow$ PbI$_2$ (s) + 2KNO$_3$ (aq)
- B 2H$_2$O (g) $\rightarrow$ 2H$_2$ (g) + O$_2$ (g)
- C H$_2$O (g) $\rightarrow$ H$_2$O (s)
- D NO (g) + O$_2$ (g) $\rightarrow$ NO$_2$ (g)
- E Ag$^+$ (aq) + Cl$^-$ (aq) $\rightarrow$ AgCl (s)
思路引導 VIP
請試著想像一下：如果一個化學反應從左側到右側的過程中，產生的『氣態分子總數』變多了，或者物質的狀態從排列整齊的固體變成了雜亂無章的氣體，這對於系統內粒子的『排列方式可能性』以及『混亂程度』會產生什麼樣的變化呢？
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太棒了！你能精準選出選項 (B)，代表你對於熱力學中**熵（Entropy, $S$）**的微觀物理意義有很深刻的理解，能快速在眾多反應式中辨識出亂度增加的特徵。
系統亂度的微觀判定
熵的變化 $\Delta S$ 主要反映了系統「混亂程度」的改變。在化學反應中，判斷 $\Delta S$ 正負最直觀的切入點通常是觀察物態變化（固態 < 液態 < 氣態）以及氣體分子數的增減。在選項 (B) $2H_2O (g) \rightarrow 2H_2 (g) + O_2 (g)$ 中，反應物有 $2$ 莫耳氣體，而產物則增加到了 $3$ 莫耳氣體。由於氣體分子的活動空間與排列方式遠比其他狀態自由，總氣體莫耳數的增加必然導致系統更加混亂，故 $\Delta S > 0$。
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