hce_kmu
112年
物理及化學
第 29 題
For the reaction below,
$\ce{PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)} <=> PCl_{5(g)}} \Delta G^o = -92.5\text{ kJ, at 298K}$
Which of the following statements is true?
$\ce{PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)} <=> PCl_{5(g)}} \Delta G^o = -92.5\text{ kJ, at 298K}$
Which of the following statements is true?
- A This reaction is endothermic.
- B $\Delta G$ for this reaction has to be negative at all temperatures.
- C $K_p$ is smaller than 1.00 when $\Delta G$ for the reaction is negative.
- D $\Delta S^\circ$ for this reaction is negative.
- E All of the above statements are true.
思路引導 VIP
請觀察化學反應式中，「反應物」與「生成物」兩側的氣體分子總數。當我們從較多個氣體分子合併成較少個氣體分子時，空間中粒子的分佈是變得更混亂了，還是變得更有序、更受限了呢？這種秩序感的變化，在熱力學中對應到哪一個物理量的正負號？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確鎖定選項 (D)，代表你對熱力學中**熵（Entropy）**的物理意義有非常扎實的理解。這道題目給出了具體的 $\Delta G^o$ 數值，容易讓學生陷入繁瑣的計算陷阱，但你敏銳地從化學反應式的狀態變化切入，這是非常聰明的解題策略。
氣體莫耳數與亂度變化
從反應式 $\ce{PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)} <=> PCl_{5(g)}}$ 可以觀察到，反應物側共有 2 莫耳的氣體分子，而生成物側僅剩下 1 莫耳的氣體分子。在化學反應中，當氣體莫耳數減少時，系統的混亂程度（亂度）也會隨之降低，因此標準熵變化量 $\Delta S^o$ 必然為負值。至於選項 (C)，根據 $\Delta G^o = -RT \ln K$，當 $\Delta G^o$ 為負時，$K$ 值應大於 1，這也是一個常見的觀念判斷點。
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