自发反应是指在一定条件下，系统能够自动进行且无需外界持续输入能量的过程。判断一个化学反应是否为自发反应，通常依赖于热力学的判据公式。这些公式基于系统的自由能变化（ΔG）来预测反应的方向性。
自由能的变化是衡量一个过程自发性的关键指标。根据热力学第二定律，当ΔG小于零时，反应是自发的；当ΔG等于零时，系统处于平衡状态；而当ΔG大于零时，反应是非自发的，需要外界提供能量才能发生。自由能的变化可以通过以下公式计算：
\[ \Delta G = \Delta H - T\Delta S \]
其中，\(\Delta H\) 表示焓变，即反应过程中吸收或释放的热量；\(T\) 是绝对温度（单位为开尔文）；\(\Delta S\) 是熵变，反映了体系混乱度的变化。
焓变和熵变共同决定了自由能的变化趋势。例如，在低温下，如果焓变对自由能的影响较大，则负的焓变会促进反应的自发性；而在高温下，熵变的作用可能更为显著，正的熵变有助于提高反应的自发倾向。因此，实际应用中需综合考虑温度、焓变与熵变三者的关系。
此外，对于电化学体系，电极电势也是一个重要的自发性判据。通过计算电池电动势（E°cell），可以评估氧化还原反应是否能够自发进行。当标准电池电动势 \(E°_{cell}\) 大于零时，反应倾向于自发进行；反之则非自发。
总之，通过对自由能变化及其它相关参数的分析，我们可以准确判断化学反应是否具有自发性，并据此设计实验方案或优化工业生产流程。掌握这些基本原理不仅有助于理解自然界中的各种现象，也为科学研究和技术开发提供了坚实的理论基础。