Коротко — две разные вещи:
1) Термодинамическая спонтанность: определяется свободной энергией Гиббса
$$\Delta G=\Delta H-T\Delta S.$$ Процесс термодинамически выгоден при $\Delta G<0$, невыгоден при $\Delta G>0$. При этом вклад даёт энтальпия $\Delta H$ (выделение/поглощение тепла) и энтропия $\Delta S$ (изменение беспорядка); температура $T$ определяет относительную важность $\Delta S$.
2) Кинетическая скорость: связана с высотой энергетического барьера (активационной энергией $E_a$) между реагирующими веществами и продуктами. Даже если $\Delta G<0$, реакция может идти чрезвычайно медленно, если $E_a$ велико. Скорость описывают, например, уравнением Аррениуса
$$k=A\exp \left(-\frac{E_a}{RT}\right).$$ Кинетика управляет тем, насколько быстро произойдёт переход к термодинамически выгодному состоянию; катализаторы снижают $E_a$ и ускоряют реакцию, не меняя $\Delta G$.
Примеры экзотермических (или с $\Delta H<0$) реакций, которые не протекают самостоятельно при стандартных условиях, и почему:
- Замерзание воды при $25^{\circ }$C. Замерзание выделяет тепло ($\Delta H\approx -6.01\text{kJ/mol}$), но $\Delta S<0$. При $T=298\text{K}$ \[
\Delta S\approx-22.0\ \text{J/(mol·K)},\quad
\Delta G=\Delta H-T\Delta S\approx -6.01\ \text{kJ/mol}-298\cdot(-0.0220\ \text{kJ/(mol·K)})\approx+0.55\ \text{kJ/mol},
\]
то есть $\Delta G>0$ — процесс термодинамически невыгоден при $25^{\circ }$C.
- Смесь водорода и кислорода: реакция $2H_2+O_2\to 2H_{2}O$ сильно экзотермична ($\Delta H\ll 0$), но при комнатной температуре смесь стабильна из‑за большого $E_a$; для реакции нужен запал/искра или катализатор.
- Превращение алмаза в графит: термодинамически выгодно (графит — более стабильная форма углерода, $\Delta G<0$), но процесс практически не идёт при стандартных условиях из‑за огромного кинетического барьера и требует высоких температур/давления или очень долгого времени.
Вывод: $\Delta G$ отвечает на вопрос «возможно ли и выгодно ли это в термодинамическом смысле при данных $T$», а $E_a$ и константа скорости $k$ — на вопрос «насколько быстро это случится».