判斷化學反應方向的一個重要熱力學函數(shù)是自由能，其符號為G。在恒溫恒壓下一個體系的自由能降低就是能作出的最大有用功。利用△G＝△H－T△S這個重要公式，就能從過程的焓變和熵變兩方面綜合地來考察過程的自由能變化，由下述關(guān)系就可判斷化學反應自發(fā)進行的方向：
| △G | <0 | >0 | ＝0 |
| 反應方向 | 自發(fā)進行（正向） | 不自發(fā)進行（逆向） | 達成平衡 |
| △H | △S | △G＝△H－T△S | 結(jié)論 |
| － | ＋ | 永遠是－ | 任何溫度都是自發(fā)變化 |
| ＋ | － | 永遠是＋ | 任何溫度都是不自發(fā)變化 |
| － | － |
低溫可能是－ 高溫可能是＋ |
低溫可能自發(fā)變化 高溫可能非自發(fā)變化 |
| ＋ | ＋ |
低溫可能是＋ 高溫可能是－ |
低溫可能非自發(fā)變化 高溫可能自發(fā)變化 |
.jpg "化學反應進行的方向")
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函數(shù) 比較 |
內(nèi)能 U | 焓 H | 自由能 G | 熵 S |
| 相同點 |
都是狀態(tài)函數(shù)：其變化值只決定于始態(tài)與終態(tài)而與途徑無關(guān)。 都具有廣度性質(zhì)：有加合性，數(shù)值與參與變化物質(zhì)的量有關(guān)。 正逆過程各函數(shù)的改變量相同，但符號相反。 各函數(shù)改變量的計算符合蓋斯定律。 |
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| 不同點 | 含義不同 | |||
| 無絕對值 | 有絕對值 | |||
| 不為零 | 標準狀態(tài)下穩(wěn)定單質(zhì)取值為零 | 不為零 | ||
| 通常單位 kJ·mol-1 | 通常為 J·K-1·mol-1 | |||
| △U隨溫度無明顯變化 | △H隨溫度無明顯變化 | △G隨溫度有明顯變化 | △S隨溫度無明顯變化 | |
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