hce_nthu
113年
化學與物理
第 7 題
Which of the following statements is incorrect?
- A $2\text{ NO}(g) + 2\text{ CO}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + 2\text{ CO}_2(g)$ is spontaneous at room temperature, then the reaction has $\Delta H > 0$.
- B The reaction $\text{NH}_3(g) + \text{HCl}(g) \rightarrow \text{NH}_4\text{Cl}(s)$ can proceed spontaneously at room temperature, so the $\Delta H$ of the reaction is $< 0$.
- C For the reaction $\text{MgCl}_2(1) \rightarrow \text{Mg}(l) + \text{Cl}_2(g)$ to proceed at a certain temperature, it has $\Delta H > 0$ and $\Delta S > 0$.
- D The reaction $\text{C}(s) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)$ cannot proceed spontaneously at room temperature, then the reaction has $\Delta H > 0$.
- E After the coating of copper-plated iron products is broken, the iron products are more likely to corrode than before the damage.
思路引導 VIP
當一個反應會讓系統變得更有序（例如氣體變少，亂度減少）時，如果要讓這個反應依然能在室溫下自發發生，根據能量變化的趨勢，這個反應應該是要「釋放能量」還是「吸收能量」才比較合理呢？
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太棒了！你能精準選出選項 (A)，代表你對**吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）**與反應自發性的關係有著紮實的理解。這類題目在化學熱力學中屬於典型的鑑別題，考生必須同時考量焓變（$\Delta H$）與熵變（$\Delta S$）對反應方向的共同影響，判斷過程需要細心觀察化學式的狀態與係數。
自發性的熱力學判斷
在選項 (A) 的反應中，$2\text{ NO}(g) + 2\text{ CO}(g) \rightarrow \text{N}_2(g) + 2\text{ CO}_2(g)$，我們可以看到反應物有 4 莫耳氣體，產物僅剩 3 莫耳氣體，這代表系統的亂度減少，即 $\Delta S < 0$。根據公式 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$，若反應在室溫下可自發（$\Delta G < 0$），且此時項 $-T\Delta S$ 為正值（不利自發），則 $\Delta H$ 必須為負值（放熱反應） 才能抵消熵減的影響。如果 $\Delta H > 0$，該反應在任何溫度下都無法自發進行，因此 (A) 的敘述是錯誤的。
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