反应能否自发进行？吉布斯自由能正是回答这个问题的。它将焓和熵结合起来，形成一个单一的物理量，用于预测反应的自发性。公式为 ΔG = ΔH - TΔS。如果 ΔG 为负值，则反应自发进行；如果 ΔG 为正值，则反应非自发进行；如果 ΔG 为零，则系统处于平衡状态。吉布斯自由能是热力学驱动力。

这一概念由约西亚·威拉德·吉布斯在19世纪70年代提出。他证明，在恒温恒压条件下，自发变化的方向是降低自由能。自由能是指可用于做功的能量。总能量的一部分以熵的形式存在，无法被利用。其余部分则是自由的。

吉布斯自由能可以解释许多现象。熵增的放热反应总是自发的。熵减的吸热反应永远不会自发。熵减的放热反应在低温下是自发的。熵增的吸热反应在高温下是自发的。这种温度依赖性源于TΔS项。

吉布斯自由能用于预测反应可行性、计算平衡常数和设计化学过程。它也被用于生物学中，以理解新陈代谢。ATP水解的ΔG为负值，因此它驱动着细胞活动。生物能量学领域正是建立在吉布斯自由能的基础之上。