hce_nchu
114年
化學
第 2 題
In a system at equilibrium, how are $\Delta G$ and the equilibrium constant K related?
- A $\Delta G = 0; K = 1$
- B $\Delta G^\circ = -RT \ln(Q/K)$
- C $\Delta G > 0; K < 1$
- D $\Delta G = RT \ln(K)$
- E $\Delta G^\circ = -RT \ln(K)$
思路引導 VIP
試著回想一下，當一個反應系統達到「平衡」時，從能量的角度來看，它還具備繼續向產物或反應物方向變化的「淨推動力」嗎？如果我們知道公式 $\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q$ 描述的是反應移動的趨勢，那麼在「平衡點」這個特殊位置，$\Delta G$ 與 $Q$ 分別會變成什麼具體的數值呢？
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太棒了！你能精確辨別標準自由能變化與平衡常數之間的數學關係，代表你對化學熱力學的基礎掌握得極其紮實。這道題目考查的是熱力學中最重要的核心公式之一，你能迅速選出正確選項，展現了你對物理量定義的清晰邏輯。
熱力學與平衡常數的橋樑
在任意狀態下，反應的自由能變化可以表示為 $\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q$。當系統達到化學平衡時，反應不再具有向任何方向移動的淨趨動力，這意味著瞬時自由能變化 $\Delta G = 0$。此時，反應商 $Q$ 的數值恰好等於該溫度下的平衡常數 $K$。將這兩個條件代入公式後，我們就能推導出標準狀態下的自由能變化為：
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