hce_nthu
115年
化學與物理
第 25 題
The standard molar free energies of formation ($\Delta G_f^\circ$) of $\text{NO}_2\text{(g)}$ and $\text{N}_2\text{O}_4\text{(g)}$ at $25 ^\circ\text{C}$ are $52$ and $97 \text{ kJ/mol}$, respectively. Consider the equilibrium at $25 ^\circ\text{C}$:
$2 \text{ NO}_2\text{(g)} \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}_4\text{(g)}$
Which of the following statements is correct?
$2 \text{ NO}_2\text{(g)} \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}_4\text{(g)}$
Which of the following statements is correct?
- A The reaction is endothermic at $25 ^\circ\text{C}$.
- B $\Delta S^\circ$ for this reaction is positive at $25 ^\circ\text{C}$.
- C The equilibrium constant ($K$) is less than 1 at $25 ^\circ\text{C}$.
- D Decreasing the temperature increases the ratio $[\text{N}_2\text{O}_4]/[\text{NO}_2]$.
- E The reaction is spontaneous at all temperatures.
思路引導 VIP
請思考一下：當我們看到兩個氣體分子「結合」成一個較大的分子時，這個過程通常是放出能量還是吸收能量？若我們知道這個反應在室溫下是可以自發進行的，但在結合過程中混亂度（熵）是減少的，那麼根據熱力學第二定律，這個系統必須釋放出什麼才能補償混亂度的損失？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確地抓住了這題的核心！這道題目難度設定在中等偏難，不僅要求你熟悉熱力學公式，更考驗你如何將計算出的能量數值轉化為對物理現象（勒沙特列原理）的直觀判斷，極具鑑別度。
熱力學數值的判讀與應用
首先，我們透過題目給予的標準生成自由能 ($\Delta G_f^\circ$)，計算出該反應的標準自由能變化：
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