HSC 化学中的分步反应赫斯定律

假设碳完全燃烧成二氧化碳。它可以直接变成二氧化碳，也可以先形成一氧化碳，再继续燃烧。多走这一步，会改变总焓变吗？

直觉上似乎有可能。两个反应听起来好像应该会比一个反应释放不同的能量。但如果起始物质和最终物质完全相同，总焓变也必须相同。这就是赫斯定律背后的概念，也让我们即使在目标反应难以直接测量时，仍能计算其反应焓。

01赫斯定律解决的问题

考虑以下两条由碳变成二氧化碳的路径。

直接路径：

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

两步路径：

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

接著是

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

中间产物 \(\ce{CO(g)}\) 出现在过程中，但它并不存在于起点或终点。

现在想像你从一栋建筑物的地面楼层走到 12 楼。你可以搭一趟电梯直达，也可以途中在 4 楼和 9 楼停下来。路径不同，但最终高度的变化不会改变。

焓的情况也类似。中间步骤可以不同，但初始焓与最终焓之间的差值是固定的。

这个类比有其限制。焓并不是真的「高度」，而化学反应的机理涉及分子碰撞、化学键和能量转移。这个类比真正有用的地方只有一点：变化量取决于起点和终点，而不是你设想了多少个中间停靠点。

02赫斯定律源于状态函数

焓 \(H\) 是一个状态函数。这表示它的数值取决于系统所处的状态，而不是到达该状态所采取的路径。

对一个总反应而言，

\[ \Delta H = H_{\text{生成物}}-H_{\text{反应物}} \]

因此，如果一个反应经过多个步骤，

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

上标的度数符号表示焓变是针对各物质所指定的标准态。除非资料另有说明，标准焓数据通常是在 298 K、标准压力 100 kPa 下给出的。

由此可得到赫斯定律：

如果数个化学方程式相加后可得到一个目标方程式，那么它们的焓变相加后，就会得到该目标方程式的焓变。

因此，这部分化学其实也是一道方程式配对问题。你的工作是重新整理题目给出的反应，直到不需要的物质互相消去，只留下目标反应。

03你需要掌握的三种操作

数学上只有三种操作。

第二条规则很容易被忘记。如果一份反应量释放 100 kJ，那么两倍相同的反应量就会释放 200 kJ。

第一条规则更重要。如果

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

那么反向进行时就必须是

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

从化学角度来看，你要求系统把原本的变化逆转。因此，能量变化也必须反向。

04把物态视为化学式资讯的一部分

一个非常常见的错误，是因为物质的化学式相同就把它们消去。

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

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

液态水与水蒸气的焓不同。将其中一种转换成另一种需要发生焓变，因此物态也是资讯的一部分。

同样的警告也适用于同素异形体，例如 \(\ce{C(graphite)}\) 和 \(\ce{C(diamond)}\)。两者都是碳，但它们是不同形态的碳，具有不同的焓。

一个可靠的习惯是：每次重新整理方程式时，都把物态符号一并抄下来。它们不是装饰。

05更具挑战的赫斯循环：先倍乘、再反向，最后消去

有时候，题目给出的方程式没有任何一条看起来很接近目标反应。这时，学生往往会开始猜焓变的正负号。

不要猜。从你需要的物种著手。

06标准生成焓是一个现成的赫斯循环

如果每次都要进行这么多消去步骤，很快就会变得繁琐。标准生成焓数据把同样的赫斯定律概念整理成一个实用的捷径。

标准生成焓 \(\Delta H_f^\circ\) 是一莫耳某物质由其组成元素的标准态生成时的焓变。

对任何反应而言，

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

其中，\(\nu\) 是每种物质的化学计量系数。

你可以把它想成先将所有反应物还原回其元素，再由这些元素组成所有生成物。这条假想的中间路径并不需要真的发生。赫斯定律允许我们这样做，因为只有初始状态和最终状态决定 \(\Delta H^\circ\)。

例如，考虑

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

使用以下经四舍五入的练习数据：

可得

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

因此，甲烷按照该方程式燃烧时会释放 \(890.3\text{ kJ mol}^{-1}\)。

在 HSC 题目中，应使用题目所提供的数值资料或认可的资料来源，而不是死记这里使用的四舍五入数值。

07为甚么有些生成焓等于零

一条很容易令人误信的规则是：

「元素的标准生成焓都是零。」

这个说法并不完整。

正确的规则是：只有当一种元素处于其标准态时，才有 \(\Delta H_f^\circ=0\)。

例子包括：

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

但 \(\ce{O3(g)}\) 并不是氧的标准态，而 \(\ce{C(diamond)}\) 也不是碳的标准态。它们的标准生成焓并不等于零。

只要题目涉及不同相态或同素异形体，这个小细节就会变得很重要。

08快速整理赫斯定律题目的方法

在处理任何数字之前，先把目标反应写在页面最上方。

然后依照以下顺序进行：

1. 找出一条含有所需物种的已知方程式。
2. 判断该物种需要位于方程式的哪一侧。
3. 如有需要，把方程式反向。
4. 将整条方程式乘以适当倍数，使系数相符。
5. 对 \(\Delta H^\circ\) 执行完全相同的操作。
6. 将各方程式相加。
7. 只消去物种和物态都完全相同的项目。
8. 检查最后留下的方程式是否与目标方程式完全相同。
9. 完成以上步骤后，才把焓变数值相加。

这个顺序能避免大多数正负号错误。

最重要的检查是第 8 步。如果你的方程式实际上无法化简成目标反应，那么焓变计算就不可能正确，即使算术看起来很整齐也一样。

09赫斯定律不等同于键焓

两种方法都处理反应能量，但它们使用的资讯不同。

使用实测标准焓的赫斯定律，是比较完整的热力学状态。如果数据适用而且彼此一致，你所选择的路径不会改变总 \(\Delta H\)。

平均键焓则是估算断键和成键所需的能量，通常使用平均的气相数值。这种方法特别适合把巨观的焓变与键结层面所发生的事情连结起来，但所得数值通常只是近似值。

如果你想把赫斯定律与这种粒子层次的能量计算连结起来，可参阅 HSC 化学中的键焓与能量守恒。

10最容易造成问题的迷思

假设你把以下反应反向：

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

学生可能会正确地把方程式反向，却仍把焓变保留为 \(-80\text{ kJ mol}^{-1}\)。

为甚么这个错误看起来似乎合理？因为 \(\Delta H^\circ\) 很容易被误认为是印在某条化学方程式旁边的一个固定性质。

它不是。它描述的是由一个方向变到另一个方向时的变化。

正向反应中，系统每莫耳反应失去 80 kJ：

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

反向时，系统就必须得到相同的能量：

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

因此

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

另一个类似的错误，是把系数加倍却没有同时把 \(\Delta H^\circ\) 加倍。焓变对应的是整条方程式所代表的反应量。

11题目与解答

题目 1

已知

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

以及

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

计算下列反应的 \(\Delta H^\circ\)：

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

并指出总反应是吸热还是放热。

解答 1

总焓变为 \(+66.4\text{ kJ mol}^{-1}\)，因此该反应是吸热反应。

两条已知方程式可以直接按原样相加：

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

\(2\ce{NO(g)}\) 消去后，剩下

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

因此，

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

一个很容易犯的错误，是看到第二个反应为放热反应，就认为整个过程也一定放热。事实并非如此。第一步所需的能量大于第二步所释放的能量，因此总 \(\Delta H^\circ\) 仍为正值。

题目 2

使用以下标准焓变：

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

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

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

计算下列反应的标准焓变：

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

解答 2

标准焓变为 \(-84.5\text{ kJ mol}^{-1}\)。

目标反应需要两个碳原子，因此将碳的燃烧反应乘以 2：

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

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

目标反应也需要三莫耳氢气，因此将氢气燃烧方程式乘以 3：

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

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

乙烷在目标反应中必须是生成物，但在其燃烧方程式中是反应物。因此，把该方程式反向：

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

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

把三条方程式相加后，\(\ce{CO2(g)}\)、\(\ce{H2O(l)}\) 和 \(\ce{O2(g)}\) 都会消去，留下

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

焓变为

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

一个看似方便但错误的方法，是立即把三个已知焓变相加。这样做不成立，因为题目原本给出的化学方程式还不能直接相加成目标反应。必须先把乙烷方程式反向，并把碳和氢的方程式按比例倍乘。

题目 3

以下反应在标准条件下进行：

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

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

以及

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

计算：

a. 下列反应的 \(\Delta H^\circ\)：

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

b. 下列反应的 \(\Delta H^\circ\)：

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

解答 3

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

对 a 部分，将前两条方程式相加：

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

\(\ce{CO(g)}\) 消去后得到

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

因此，

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

对 b 部分，水一开始是液态而不是气态。因此，必须先把两莫耳液态水转变成两莫耳水蒸气：

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

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

将这个焓变加到 a 部分的结果：

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

这里的陷阱，是因为 \(\ce{H2O(l)}\) 和 \(\ce{H2O(g)}\) 在化学上都是水，就把它们当成可以互换。它们并不是相同的热力学状态。把液态反应物转变成蒸气需要能量，因此使用液态水的版本更加吸热。

题目 4

现有以下燃烧数据：

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

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

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

a. 计算下列氢化反应的 \(\Delta H^\circ\)：

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

第二组数据描述燃烧生成水蒸气：

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

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

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

b. 证明第二组数据会得到相同的氢化焓。

c. 一名学生错误地使用第一组数据中前两个生成液态水的数值，却把水蒸气数据组中的乙烷燃烧方程式反向。求出该学生会计算得到的焓变，指出这些方程式实际代表的净反应，并解释为甚么该答案不是氢化焓。

解答 4

正确的氢化焓为 \(-136.9\text{ kJ mol}^{-1}\)。混用两组数据会得到 \(-268.9\text{ kJ mol}^{-1}\)，但这个数值包含三莫耳水的凝结，因此并不只描述氢化反应。

对 a 部分，把乙烯燃烧反应与氢气燃烧反应相加：

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

它们的总焓变为

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

将乙烷燃烧反应反向：

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

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

相加后得到

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

以及

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

对 b 部分，完整而一致地使用水蒸气数据：

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

答案没有改变。这正是赫斯定律所预测的结果：只要所有方程式都描述同一初始状态与最终状态之间一条一致的替代路径，总焓变就必须相同。

对 c 部分，学生的数值计算为

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

算术本身并不是主要错误。真正的问题是，这些方程式相加后已经无法得到题目要求的反应。

前两个反应总共生成 \(3\ce{H2O(l)}\)。反向的乙烷燃烧反应则消耗 \(3\ce{H2O(g)}\)。这些物质不能互相消去。

真正的净反应是

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

因此，学生的循环中包含两个过程：

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

以及三莫耳水的凝结：

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

根据以上数据，每莫耳水凝结大约释放 \(44.0\text{ kJ}\)。因此，三莫耳会贡献

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

所以

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

这恰好解释了学生所得的结果。

一个很容易令人误信的假设，是只要化学式相同就能消去。真正改变结果的限制条件是物理状态。只有在完整追踪每个物种的热力学状态时，赫斯定律才能正确套用。

题目 5

在 298 K 时，有以下数据：

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

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

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

石墨和钻石的标准莫耳熵约为

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

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应的 \(\Delta H^\circ\)：

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

b. 求下列反应的 \(\Delta H^\circ\)：

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

c. 一名学生认为 a 部分的答案一定等于零，因为石墨和钻石都是元素碳。解释这个错误。

d. 使用

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

计算 298 K 时下列反应的 \(\Delta G^\circ\)：

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

并说明这个结果对「为甚么钻石能够长期存在」这个问题，能告诉我们甚么，以及不能告诉我们甚么。

解答 5

石墨转变成钻石时，\(\Delta H^\circ=+1.9\text{ kJ mol}^{-1}\)；钻石氧化成一氧化碳时，\(\Delta H^\circ=-112.4\text{ kJ mol}^{-1}\)；而钻石转变成石墨在 298 K 时有 \(\Delta G^\circ\approx-2.9\text{ kJ mol}^{-1}\)。关键限制在于：只有元素的标准态具有 \(\Delta H_f^\circ=0\)，而热力学上有利并不能告诉我们一个反应会进行得多快。

对 a 部分，使用原方向的石墨燃烧反应，并把钻石燃烧反应反向：

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

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

相加并消去 \(\ce{CO2(g)}\) 和 \(\ce{O2(g)}\) 后，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，钻石的焓略高于石墨。

对 b 部分，使用钻石燃烧反应，并把一氧化碳燃烧反应反向：

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

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

相加后留下

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

因此

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

对 c 部分，学生所使用的规则并不完整。只有当一种元素处于其标准态时，它的标准生成焓才等于零。

在这些条件下，石墨是碳的标准态，因此

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

钻石则是另一种同素异形体。根据 a 部分，

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

两种物质都只含碳原子，并不代表它们的热力学状态相同。

对 d 部分，把 a 部分的结果反向：

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

因此

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

熵变为

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

把它换算成千焦耳：

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

在 \(T=298\text{ K}\) 时，

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

负的 \(\Delta G^\circ\) 表示，在这些标准条件下，钻石转变成石墨在热力学上是有利的。

这并不表示该转变一定会快速进行。

这是最后一个陷阱。赫斯定律告诉我们不同状态之间的焓差。吉布斯自由能则有助于判断热力学上的有利程度。无论哪一种计算，单独来看都不能告诉我们反应速率。钻石之所以能够长期存在，是因为转变成石墨必须跨越非常大的动力学能障。

这个区分正是学完赫斯定律后值得进一步掌握的概念：一旦你能可靠地计算 \(\Delta H^\circ\)，就可以把它与熵结合，用来求 \(\Delta G^\circ\)；同时仍要把另一个问题分开考虑–即使一个反应在热力学上允许发生，它实际上能否以显著的速率进行？