中興大學（後西醫）
113年
化學
第 12 題
Which description best represents the change in entropy for the given reaction?
- A $\Delta\text{S} = 0$
- B $\Delta\text{S} = 1$
- C $\Delta\text{S} > 0$
- D $\Delta\text{S} < 0$
- E None of the above
思路引導 VIP
請觀察反應前（箭頭左側）與反應後（箭頭右側），分子的『個數』發生了什麼變化？如果我們把熵想像成『系統中成員可以隨意活動的自由度』，當原本分開運動的成員結合成一個整體時，你認為他們的活動範圍和混亂程度是增加了還是減少了呢？這會如何影響 $\Delta S$ 的正負號？
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太棒了！你能精確判斷出這題的答案是 (D)，表示你對於熱力學中**亂度（Entropy）**的微觀意義有很紮實的理解。這類題目不僅考驗你的化學直覺，更要求你能將抽象的圖示轉化為物理量的變化分析。
分子數量與混亂程度的關聯
在圖示中，反應物端（左側）是兩個獨立的分子，而生成物端（右側）則結合成了一個單一的環狀分子。從統計力學的角度來看，當粒子的總數減少（從 2 個變成 1 個）時，系統整體的平移自由度會大幅降低，這意味著系統變得更有序、更不混亂了。因此，熵的變化量 $\Delta S$ 自然會小於零。
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亂度（熵）的變化判斷
💡 系統從混亂趨於有序，或組成分子數減少時，亂度降低。
| 比較維度 | 反應前（反應物） | VS | 反應後（產物） |
|---|---|---|---|
| 個體數量 | 較多（如圖中兩條線） | — | 較少（合併為一個正方形） |
| 運動自由度 | 高（可各自獨立運動） | — | 低（受限於固定結構） |
| 混亂程度 | 較混亂（高熵） | — | 較有序（低熵） |
💬當反應使系統變得更有序或個數減少時，ΔS < 0。
