自由能与平衡（free energy and equilibrium）

想象一只小球在一个弯曲的碗内壁上滚动。只要表面是倾斜的，它就一直动，最后停在最低点。一份正在反应的混合物，在吉布斯自由能构成的地形里做的正是这件事：它向前或向后移动，始终朝下坡走，直到落进谷底安顿下来。那个歇脚处就是化学平衡——自由能取最小值、ΔG 已降为零的那一点。

这就给出了热力学与平衡常数 K 之间的深层联系。标准吉布斯能 ΔG° 精确地定下谷底在哪儿：很大的负 ΔG° 把最低点推向产物那一端，给出很大的 K；而正的 ΔG° 让最低点靠近反应物，给出很小的 K。关系式 ΔG° = −RT ln K 把两者互相换算，其中 R 是气体常数，T 是温度。

它为什么重要：正是它让化学家仅凭列表里的自由能，就能预测一个反应能进行得多彻底——根本不必去做它。老实说，微妙之处在于：平衡并不是「什么都没发生」。它是一种动态的平衡，正反两个方向的反应以相等的速率你追我赶，使各物质的量保持不变。平衡也不意味着五五开；混合物可以远远偏向某一边。