大一无机化学,有若干不理解,已知A(g)+B(s)=C(g)+D(s)的△H=-80.25kJ.反应在101.3kPa,300K下发生,体系做了最大功并放热4.86kJ.试求反应过程的Q,W,△U,△S,△G.疑问如下：1.由方程式可知,反应前后气体体积不变化,即体积功W为0,但是答案的W为-75.39kJ,恰好是80.25-4.86,为什么?2.因为气体体积不变化,因此反应可看作是恒压下的恒容反应,但是计算△U的时候所用的△H是80.25kJ,但是热效应是4.86kJ,△H不是数值上与Q相等吗,这又是为
2020-02-07
大一无机化学,有若干不理解,
已知A(g)+B(s)=C(g)+D(s)的△H=-80.25kJ.反应在101.3kPa,300K下发生,体系做了最大功并放热4.86kJ.试求反应过程的Q,W,△U,△S,△G.
疑问如下：1.由方程式可知,反应前后气体体积不变化,即体积功W为0,但是答案的W为-75.39kJ,恰好是80.25-4.86,为什么?
2.因为气体体积不变化,因此反应可看作是恒压下的恒容反应,但是计算△U的时候所用的△H是80.25kJ,但是热效应是4.86kJ,△H不是数值上与Q相等吗,这又是为什么?
优质解答
W是功,包含了体积功和非体积功.题中反应前后体积不变,体积功等于零,非体积功可不等于零.不要一看见W就认为是体积功,得仔细看题是否有非体积功.
第二问同理,Q=ΔH 成立的条件是：等温恒压且不作非体积功.此题中存在非体积功,这个公式是不能用的.
总之,书上的公式不可盲目应用,必须掌握每个公式的适用条件,条件不和不能用的.关键在于理解课本上的公式推导过程,你有关升华的说法毫无道理,说明你还没有吃透这些概念和公式.
对于此题,由于存在非体积功,很多公式是不能用的,只能从最基本的公式出发进行推导.
放热4.86kJ → Q=-4.86kJ
►这是 Q 的定义
反应前后体积不变 → ΔU = ΔH = -80.25kJ
►根据H的定义 H = U + pV 以及pV不变可知
热力学第一定律 ΔU = Q + W → W = -75.39kJ
►没什么好说的,热力学第一定律
体系做了最大功（可逆途径）→ ΔG = W(非) = -75.39kJ
►;最大功的含义（本质是热力学第二定律）
等温可逆途径下 ΔS = Q/T → ΔS = -16.2J/(mol·K)
►熵的计算方法（热温商）.也可以根据 G = H - TS 定义式得到
W是功,包含了体积功和非体积功.题中反应前后体积不变,体积功等于零,非体积功可不等于零.不要一看见W就认为是体积功,得仔细看题是否有非体积功.
第二问同理,Q=ΔH 成立的条件是：等温恒压且不作非体积功.此题中存在非体积功,这个公式是不能用的.
总之,书上的公式不可盲目应用,必须掌握每个公式的适用条件,条件不和不能用的.关键在于理解课本上的公式推导过程,你有关升华的说法毫无道理,说明你还没有吃透这些概念和公式.
对于此题,由于存在非体积功,很多公式是不能用的,只能从最基本的公式出发进行推导.
放热4.86kJ → Q=-4.86kJ
►这是 Q 的定义
反应前后体积不变 → ΔU = ΔH = -80.25kJ
►根据H的定义 H = U + pV 以及pV不变可知
热力学第一定律 ΔU = Q + W → W = -75.39kJ
►没什么好说的,热力学第一定律
体系做了最大功（可逆途径）→ ΔG = W(非) = -75.39kJ
►;最大功的含义（本质是热力学第二定律）
等温可逆途径下 ΔS = Q/T → ΔS = -16.2J/(mol·K)
►熵的计算方法（热温商）.也可以根据 G = H - TS 定义式得到