HSC 化學中的分步反應赫斯定律

假設碳完全燃燒成二氧化碳。它可以直接變成二氧化碳，也可以先形成一氧化碳，再繼續燃燒。多走這一步，會改變總焓變嗎？

直覺上似乎有可能。兩個反應聽起來好像應該會比一個反應釋放不同的能量。但如果起始物質和最終物質完全相同，總焓變也必須相同。這就是赫斯定律背後的概念，也讓我們即使在目標反應難以直接測量時，仍能計算其反應焓。

01赫斯定律解決的問題

考慮以下兩條由碳變成二氧化碳的路徑。

直接路徑：

\[ \ce{C(graphite) + O2(g) -> CO2(g)} \]

兩步路徑：

\[ \ce{C(graphite) + \frac{1}{2}O2(g) -> CO(g)} \]

接著是

\[ \ce{CO(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> CO2(g)} \]

中間產物 \(\ce{CO(g)}\) 出現在過程中，但它並不存在於起點或終點。

現在想像你從一棟建築物的地面樓層走到 12 樓。你可以搭一趟電梯直達，也可以途中在 4 樓和 9 樓停下來。路徑不同，但最終高度的變化不會改變。

焓的情況也類似。中間步驟可以不同，但初始焓與最終焓之間的差值是固定的。

這個類比有其限制。焓並不是真的「高度」，而化學反應的機理涉及分子碰撞、化學鍵和能量轉移。這個類比真正有用的地方只有一點：變化量取決於起點和終點，而不是你設想了多少個中間停靠點。

02赫斯定律源於狀態函數

焓 \(H\) 是一個狀態函數。這表示它的數值取決於系統所處的狀態，而不是到達該狀態所採取的路徑。

對一個總反應而言，

\[ \Delta H = H_{\text{生成物}}-H_{\text{反應物}} \]

因此，如果一個反應經過多個步驟，

\[ \Delta H^\circ_{\text{總反應}} = \Delta H^\circ_1+\Delta H^\circ_2+\Delta H^\circ_3+\cdots \]

上標的度數符號表示焓變是針對各物質所指定的標準態。除非資料另有說明，標準焓數據通常是在 298 K、標準壓力 100 kPa 下給出的。

由此可得到赫斯定律：

如果數個化學方程式相加後可得到一個目標方程式，那麼它們的焓變相加後，就會得到該目標方程式的焓變。

因此，這部分化學其實也是一道方程式配對問題。你的工作是重新整理題目給出的反應，直到不需要的物質互相消去，只留下目標反應。

03你需要掌握的三種操作

數學上只有三種操作。

第二條規則很容易被忘記。如果一份反應量釋放 100 kJ，那麼兩倍相同的反應量就會釋放 200 kJ。

第一條規則更重要。如果

\[ \ce{A -> B} \qquad \Delta H^\circ=-50\text{ kJ mol}^{-1} \]

那麼反向進行時就必須是

\[ \ce{B -> A} \qquad \Delta H^\circ=+50\text{ kJ mol}^{-1} \]

從化學角度來看，你要求系統把原本的變化逆轉。因此，能量變化也必須反向。

04把物態視為化學式資訊的一部分

一個非常常見的錯誤，是因為物質的化學式相同就把它們消去。

你可以用 \(\ce{H2O(l)}\) 消去 \(\ce{H2O(l)}\)。

你不能用 \(\ce{H2O(l)}\) 消去 \(\ce{H2O(g)}\)。

液態水與水蒸氣的焓不同。將其中一種轉換成另一種需要發生焓變，因此物態也是資訊的一部分。

同樣的警告也適用於同素異形體，例如 \(\ce{C(graphite)}\) 和 \(\ce{C(diamond)}\)。兩者都是碳，但它們是不同形態的碳，具有不同的焓。

一個可靠的習慣是：每次重新整理方程式時，都把物態符號一併抄下來。它們不是裝飾。

05更具挑戰的赫斯循環：先倍乘、再反向，最後消去

有時候，題目給出的方程式沒有任何一條看起來很接近目標反應。這時，學生往往會開始猜焓變的正負號。

不要猜。從你需要的物種著手。

06標準生成焓是一個現成的赫斯循環

如果每次都要進行這麼多消去步驟，很快就會變得繁瑣。標準生成焓數據把同樣的赫斯定律概念整理成一個實用的捷徑。

標準生成焓 \(\Delta H_f^\circ\) 是一莫耳某物質由其組成元素的標準態生成時的焓變。

對任何反應而言，

\[ \Delta H^\circ_{\text{反應}} = \sum \nu\Delta H_f^\circ(\text{生成物}) - \sum \nu\Delta H_f^\circ(\text{反應物}) \]

其中，\(\nu\) 是每種物質的化學計量係數。

你可以把它想成先將所有反應物還原回其元素，再由這些元素組成所有生成物。這條假想的中間路徑並不需要真的發生。赫斯定律允許我們這樣做，因為只有初始狀態和最終狀態決定 \(\Delta H^\circ\)。

例如，考慮

\[ \ce{CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l)} \]

使用以下經四捨五入的練習數據：

可得

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ_{\text{反應}} &= [(-393.5)+2(-285.8)] - [(-74.8)+2(0)]\\ &= -965.1+74.8\\ &= -890.3\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

因此，甲烷按照該方程式燃燒時會釋放 \(890.3\text{ kJ mol}^{-1}\)。

在 HSC 題目中，應使用題目所提供的數值資料或認可的資料來源，而不是死記這裡使用的四捨五入數值。

07為甚麼有些生成焓等於零

一條很容易令人誤信的規則是：

「元素的標準生成焓都是零。」

這個說法並不完整。

正確的規則是：只有當一種元素處於其標準態時，才有 \(\Delta H_f^\circ=0\)。

例子包括：

• 氧的 \(\ce{O2(g)}\)，
• 氫的 \(\ce{H2(g)}\)，以及
• 碳的 \(\ce{C(graphite)}\)。

但 \(\ce{O3(g)}\) 並不是氧的標準態，而 \(\ce{C(diamond)}\) 也不是碳的標準態。它們的標準生成焓並不等於零。

只要題目涉及不同相態或同素異形體，這個小細節就會變得很重要。

08快速整理赫斯定律題目的方法

在處理任何數字之前，先把目標反應寫在頁面最上方。

然後依照以下順序進行：

1. 找出一條含有所需物種的已知方程式。
2. 判斷該物種需要位於方程式的哪一側。
3. 如有需要，把方程式反向。
4. 將整條方程式乘以適當倍數，使係數相符。
5. 對 \(\Delta H^\circ\) 執行完全相同的操作。
6. 將各方程式相加。
7. 只消去物種和物態都完全相同的項目。
8. 檢查最後留下的方程式是否與目標方程式完全相同。
9. 完成以上步驟後，才把焓變數值相加。

這個順序能避免大多數正負號錯誤。

最重要的檢查是第 8 步。如果你的方程式實際上無法化簡成目標反應，那麼焓變計算就不可能正確，即使算術看起來很整齊也一樣。

09赫斯定律不等同於鍵焓

兩種方法都處理反應能量，但它們使用的資訊不同。

使用實測標準焓的赫斯定律，是比較完整的熱力學狀態。如果數據適用而且彼此一致，你所選擇的路徑不會改變總 \(\Delta H\)。

平均鍵焓則是估算斷鍵和成鍵所需的能量，通常使用平均的氣相數值。這種方法特別適合把巨觀的焓變與鍵結層面所發生的事情連結起來，但所得數值通常只是近似值。

如果你想把赫斯定律與這種粒子層次的能量計算連結起來，可參閱 HSC 化學中的鍵焓與能量守恆。

10最容易造成問題的迷思

假設你把以下反應反向：

\[ \ce{A -> B} \qquad \Delta H^\circ=-80\text{ kJ mol}^{-1} \]

學生可能會正確地把方程式反向，卻仍把焓變保留為 \(-80\text{ kJ mol}^{-1}\)。

為甚麼這個錯誤看起來似乎合理？因為 \(\Delta H^\circ\) 很容易被誤認為是印在某條化學方程式旁邊的一個固定性質。

它不是。它描述的是由一個方向變到另一個方向時的變化。

正向反應中，系統每莫耳反應失去 80 kJ：

\[ \ce{A -> B} \]

反向時，系統就必須得到相同的能量：

\[ \ce{B -> A} \]

因此

\[ \Delta H^\circ=+80\text{ kJ mol}^{-1} \]

另一個類似的錯誤，是把係數加倍卻沒有同時把 \(\Delta H^\circ\) 加倍。焓變對應的是整條方程式所代表的反應量。

11題目與解答

題目 1

已知

\[ \ce{N2(g) + O2(g) -> 2NO(g)} \qquad \Delta H^\circ=+180.5\text{ kJ mol}^{-1} \]

以及

\[ \ce{2NO(g) + O2(g) -> 2NO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-114.1\text{ kJ mol}^{-1} \]

計算下列反應的 \(\Delta H^\circ\)：

\[ \ce{N2(g) + 2O2(g) -> 2NO2(g)} \]

並指出總反應是吸熱還是放熱。

解答 1

總焓變為 \(+66.4\text{ kJ mol}^{-1}\)，因此該反應是吸熱反應。

兩條已知方程式可以直接按原樣相加：

\[ \begin{aligned} \ce{N2(g) + O2(g)} &\ce{-> 2NO(g)}\\ \ce{2NO(g) + O2(g)} &\ce{-> 2NO2(g)} \end{aligned} \]

\(2\ce{NO(g)}\) 消去後，剩下

\[ \ce{N2(g) + 2O2(g) -> 2NO2(g)} \]

因此，

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= (+180.5)+(-114.1)\\ &= +66.4\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

一個很容易犯的錯誤，是看到第二個反應為放熱反應，就認為整個過程也一定放熱。事實並非如此。第一步所需的能量大於第二步所釋放的能量，因此總 \(\Delta H^\circ\) 仍為正值。

題目 2

使用以下標準焓變：

\[ \ce{C(graphite) + O2(g) -> CO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-393.5\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{H2(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> H2O(l)} \qquad \Delta H^\circ=-285.8\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{C2H6(g) + \frac{7}{2}O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)} \qquad \Delta H^\circ=-1559.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

計算下列反應的標準焓變：

\[ \ce{2C(graphite) + 3H2(g) -> C2H6(g)} \]

解答 2

標準焓變為 \(-84.5\text{ kJ mol}^{-1}\)。

目標反應需要兩個碳原子，因此將碳的燃燒反應乘以 2：

\[ \ce{2C(graphite) + 2O2(g) -> 2CO2(g)} \]

\[ \Delta H^\circ=2(-393.5)=-787.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

目標反應也需要三莫耳氫氣，因此將氫氣燃燒方程式乘以 3：

\[ \ce{3H2(g) + \frac{3}{2}O2(g) -> 3H2O(l)} \]

\[ \Delta H^\circ=3(-285.8)=-857.4\text{ kJ mol}^{-1} \]

乙烷在目標反應中必須是生成物，但在其燃燒方程式中是反應物。因此，把該方程式反向：

\[ \ce{2CO2(g) + 3H2O(l) -> C2H6(g) + \frac{7}{2}O2(g)} \]

\[ \Delta H^\circ=+1559.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

把三條方程式相加後，\(\ce{CO2(g)}\)、\(\ce{H2O(l)}\) 和 \(\ce{O2(g)}\) 都會消去，留下

\[ \ce{2C(graphite) + 3H2(g) -> C2H6(g)} \]

焓變為

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= -787.0-857.4+1559.9\\ &= -84.5\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

一個看似方便但錯誤的方法，是立即把三個已知焓變相加。這樣做不成立，因為題目原本給出的化學方程式還不能直接相加成目標反應。必須先把乙烷方程式反向，並把碳和氫的方程式按比例倍乘。

題目 3

以下反應在標準條件下進行：

\[ \ce{CH4(g) + H2O(g) -> CO(g) + 3H2(g)} \qquad \Delta H^\circ=+206.1\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{CO(g) + H2O(g) -> CO2(g) + H2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-41.2\text{ kJ mol}^{-1} \]

以及

\[ \ce{H2O(l) -> H2O(g)} \qquad \Delta H^\circ=+44.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

計算：

a. 下列反應的 \(\Delta H^\circ\)：

\[ \ce{CH4(g) + 2H2O(g) -> CO2(g) + 4H2(g)} \]

b. 下列反應的 \(\Delta H^\circ\)：

\[ \ce{CH4(g) + 2H2O(l) -> CO2(g) + 4H2(g)} \]

解答 3

a 部分的答案為 \(+164.9\text{ kJ mol}^{-1}\)，b 部分為 \(+252.9\text{ kJ mol}^{-1}\)。

對 a 部分，將前兩條方程式相加：

\[ \begin{aligned} \ce{CH4(g) + H2O(g)} &\ce{-> CO(g) + 3H2(g)}\\ \ce{CO(g) + H2O(g)} &\ce{-> CO2(g) + H2(g)} \end{aligned} \]

\(\ce{CO(g)}\) 消去後得到

\[ \ce{CH4(g) + 2H2O(g) -> CO2(g) + 4H2(g)} \]

因此，

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= 206.1-41.2\\ &= +164.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

對 b 部分，水一開始是液態而不是氣態。因此，必須先把兩莫耳液態水轉變成兩莫耳水蒸氣：

\[ \ce{2H2O(l) -> 2H2O(g)} \]

\[ \Delta H^\circ=2(+44.0)=+88.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

將這個焓變加到 a 部分的結果：

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= 164.9+88.0\\ &= +252.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

這裡的陷阱，是因為 \(\ce{H2O(l)}\) 和 \(\ce{H2O(g)}\) 在化學上都是水，就把它們當成可以互換。它們並不是相同的熱力學狀態。把液態反應物轉變成蒸氣需要能量，因此使用液態水的版本更加吸熱。

題目 4

現有以下燃燒數據：

\[ \ce{C2H4(g) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 2H2O(l)} \qquad \Delta H^\circ=-1411.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{H2(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> H2O(l)} \qquad \Delta H^\circ=-285.8\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{C2H6(g) + \frac{7}{2}O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)} \qquad \Delta H^\circ=-1559.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

a. 計算下列氫化反應的 \(\Delta H^\circ\)：

\[ \ce{C2H4(g) + H2(g) -> C2H6(g)} \]

第二組數據描述燃燒生成水蒸氣：

\[ \ce{C2H4(g) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 2H2O(g)} \qquad \Delta H^\circ=-1323.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{H2(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> H2O(g)} \qquad \Delta H^\circ=-241.8\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{C2H6(g) + \frac{7}{2}O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(g)} \qquad \Delta H^\circ=-1427.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

b. 證明第二組數據會得到相同的氫化焓。

c. 一名學生錯誤地使用第一組數據中前兩個生成液態水的數值，卻把水蒸氣數據組中的乙烷燃燒方程式反向。求出該學生會計算得到的焓變，指出這些方程式實際代表的淨反應，並解釋為甚麼該答案不是氫化焓。

解答 4

正確的氫化焓為 \(-136.9\text{ kJ mol}^{-1}\)。混用兩組數據會得到 \(-268.9\text{ kJ mol}^{-1}\)，但這個數值包含三莫耳水的凝結，因此並不只描述氫化反應。

對 a 部分，把乙烯燃燒反應與氫氣燃燒反應相加：

\[ \ce{C2H4(g) + H2(g) + \frac{7}{2}O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)} \]

它們的總焓變為

\[ -1411.0-285.8=-1696.8\text{ kJ mol}^{-1} \]

將乙烷燃燒反應反向：

\[ \ce{2CO2(g) + 3H2O(l) -> C2H6(g) + \frac{7}{2}O2(g)} \]

\[ \Delta H^\circ=+1559.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

相加後得到

\[ \ce{C2H4(g) + H2(g) -> C2H6(g)} \]

以及

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= -1696.8+1559.9\\ &= -136.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

對 b 部分，完整而一致地使用水蒸氣數據：

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= -1323.0-241.8+1427.9\\ &= -136.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

答案沒有改變。這正是赫斯定律所預測的結果：只要所有方程式都描述同一初始狀態與最終狀態之間一條一致的替代路徑，總焓變就必須相同。

對 c 部分，學生的數值計算為

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= -1411.0-285.8+1427.9\\ &= -268.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

算術本身並不是主要錯誤。真正的問題是，這些方程式相加後已經無法得到題目要求的反應。

前兩個反應總共生成 \(3\ce{H2O(l)}\)。反向的乙烷燃燒反應則消耗 \(3\ce{H2O(g)}\)。這些物質不能互相消去。

真正的淨反應是

\[ \ce{C2H4(g) + H2(g) + 3H2O(g) -> C2H6(g) + 3H2O(l)} \]

因此，學生的循環中包含兩個過程：

\[ \ce{C2H4(g) + H2(g) -> C2H6(g)} \]

以及三莫耳水的凝結：

\[ \ce{3H2O(g) -> 3H2O(l)} \]

根據以上數據，每莫耳水凝結大約釋放 \(44.0\text{ kJ}\)。因此，三莫耳會貢獻

\[ 3(-44.0)=-132.0\text{ kJ} \]

所以

\[ -136.9-132.0=-268.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

這恰好解釋了學生所得的結果。

一個很容易令人誤信的假設，是只要化學式相同就能消去。真正改變結果的限制條件是物理狀態。只有在完整追蹤每個物種的熱力學狀態時，赫斯定律才能正確套用。

題目 5

在 298 K 時，有以下數據：

\[ \ce{C(graphite) + O2(g) -> CO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-393.5\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{C(diamond) + O2(g) -> CO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-395.4\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{CO(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> CO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-283.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

石墨和鑽石的標準莫耳熵約為

\[ S^\circ_{\ce{graphite}}=5.7\text{ J mol}^{-1}\text{K}^{-1} \]

以及

\[ S^\circ_{\ce{diamond}}=2.4\text{ J mol}^{-1}\text{K}^{-1} \]

a. 使用赫斯定律求下列反應的 \(\Delta H^\circ\)：

\[ \ce{C(graphite) -> C(diamond)} \]

b. 求下列反應的 \(\Delta H^\circ\)：

\[ \ce{C(diamond) + \frac{1}{2}O2(g) -> CO(g)} \]

c. 一名學生認為 a 部分的答案一定等於零，因為石墨和鑽石都是元素碳。解釋這個錯誤。

d. 使用

\[ \Delta G^\circ=\Delta H^\circ-T\Delta S^\circ \]

計算 298 K 時下列反應的 \(\Delta G^\circ\)：

\[ \ce{C(diamond) -> C(graphite)} \]

並說明這個結果對「為甚麼鑽石能夠長期存在」這個問題，能告訴我們甚麼，以及不能告訴我們甚麼。

解答 5

石墨轉變成鑽石時，\(\Delta H^\circ=+1.9\text{ kJ mol}^{-1}\)；鑽石氧化成一氧化碳時，\(\Delta H^\circ=-112.4\text{ kJ mol}^{-1}\)；而鑽石轉變成石墨在 298 K 時有 \(\Delta G^\circ\approx-2.9\text{ kJ mol}^{-1}\)。關鍵限制在於：只有元素的標準態具有 \(\Delta H_f^\circ=0\)，而熱力學上有利並不能告訴我們一個反應會進行得多快。

對 a 部分，使用原方向的石墨燃燒反應，並把鑽石燃燒反應反向：

\[ \ce{C(graphite) + O2(g) -> CO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-393.5\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{CO2(g) -> C(diamond) + O2(g)} \qquad \Delta H^\circ=+395.4\text{ kJ mol}^{-1} \]

相加並消去 \(\ce{CO2(g)}\) 和 \(\ce{O2(g)}\) 後，得到

\[ \ce{C(graphite) -> C(diamond)} \]

因此，

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= -393.5+395.4\\ &= +1.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

因此，鑽石的焓略高於石墨。

對 b 部分，使用鑽石燃燒反應，並把一氧化碳燃燒反應反向：

\[ \ce{C(diamond) + O2(g) -> CO2(g)} \qquad \Delta H^\circ=-395.4\text{ kJ mol}^{-1} \]

\[ \ce{CO2(g) -> CO(g) + \frac{1}{2}O2(g)} \qquad \Delta H^\circ=+283.0\text{ kJ mol}^{-1} \]

相加後留下

\[ \ce{C(diamond) + \frac{1}{2}O2(g) -> CO(g)} \]

因此

\[ \begin{aligned} \Delta H^\circ &= -395.4+283.0\\ &= -112.4\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

對 c 部分，學生所使用的規則並不完整。只有當一種元素處於其標準態時，它的標準生成焓才等於零。

在這些條件下，石墨是碳的標準態，因此

\[ \Delta H_f^\circ[\ce{C(graphite)}]=0 \]

鑽石則是另一種同素異形體。根據 a 部分，

\[ \Delta H_f^\circ[\ce{C(diamond)}]=+1.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

兩種物質都只含碳原子，並不代表它們的熱力學狀態相同。

對 d 部分，把 a 部分的結果反向：

\[ \ce{C(diamond) -> C(graphite)} \]

因此

\[ \Delta H^\circ=-1.9\text{ kJ mol}^{-1} \]

熵變為

\[ \begin{aligned} \Delta S^\circ &= S^\circ_{\ce{graphite}}-S^\circ_{\ce{diamond}}\\ &= 5.7-2.4\\ &= +3.3\text{ J mol}^{-1}\text{K}^{-1} \end{aligned} \]

把它換算成千焦耳：

\[ \Delta S^\circ=0.0033\text{ kJ mol}^{-1}\text{K}^{-1} \]

在 \(T=298\text{ K}\) 時，

\[ \begin{aligned} \Delta G^\circ &= \Delta H^\circ-T\Delta S^\circ\\ &= -1.9-(298)(0.0033)\\ &= -1.9-0.98\\ &\approx -2.9\text{ kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

負的 \(\Delta G^\circ\) 表示，在這些標準條件下，鑽石轉變成石墨在熱力學上是有利的。

這並不表示該轉變一定會快速進行。

這是最後一個陷阱。赫斯定律告訴我們不同狀態之間的焓差。吉布斯自由能則有助於判斷熱力學上的有利程度。無論哪一種計算，單獨來看都不能告訴我們反應速率。鑽石之所以能夠長期存在，是因為轉變成石墨必須跨越非常大的動力學能障。

這個區分正是學完赫斯定律後值得進一步掌握的概念：一旦你能可靠地計算 \(\Delta H^\circ\)，就可以把它與熵結合，用來求 \(\Delta G^\circ\)；同時仍要把另一個問題分開考慮–即使一個反應在熱力學上允許發生，它實際上能否以顯著的速率進行？