题目
[多选题]热力学中,判断反应自发进行的依据包括A. Delta HB. Delta S>0(熵增)C. Delta GD. Delta U
[多选题]热力学中,判断反应自发进行的依据包括
A. $\Delta H<0$(放热)
B. $\Delta S>0$(熵增)
C. $\Delta G<0$(吉布斯自由能减小)
D. $\Delta U<0$(内能减小)
题目解答
答案
C. $\Delta G<0$(吉布斯自由能减小)
解析
本题考查热力学中判断反应自发进行的依据相关知识。解题思路是明确各个热力学函数与反应自发性的关系,依据吉布斯自由能变与反应自发性的直接联系,以及其他热力学函数与自发性的间接或无直接关联来进行判断。
- 选项A:$\Delta H$ 为焓变,$\Delta H<0$ 表示反应是放热反应。虽然放热反应在很多情况下有利于反应自发进行,但仅 $\Delta H<0$ 不能确定反应一定自发。例如,某些放热反应在高温下可能不自发进行,因为还需要考虑熵变和温度的影响,所以不能仅依据 $\Delta H<0$ 判断反应自发进行。
- 选项B:$\Delta S$ 为熵变,$\Delta S>0$ 表示反应是熵增反应。熵增反应在一定程度上有利于反应自发进行,但同样仅 $\Delta S>0$ 也不能确定反应一定自发。比如,在低温下,即使熵增,反应也可能不自发,所以不能仅依据 $\Delta S>0$ 判断反应自发进行。
- 选项C:根据热力学公式 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$(其中 $\Delta G$ 为吉布斯自由能变,$T$ 为热力学温度),在恒温恒压条件下,当 $\Delta G<0$ 时,反应能够自发进行,所以 $\Delta G<0$ 是判断反应自发进行的直接依据。
- 选项D:$\Delta U$ 为内能变,根据热力学第一定律 $\Delta U = Q+W$($Q$ 为热量,$W$ 为功),内能的变化与热量和功的交换有关,但内能变化本身并不能直接判断反应是否自发进行,反应的自发性主要由吉布斯自由能变 $\Delta G$ 决定。