15.1mol水在其沸点100℃下汽化,求该过程的W,Q, Delta U ,Delta H ,△S 和 △G 。已知水的汽化热为-|||-.26kJcdot (g)^-1 。

考查要点：本题主要考查相变过程中的热力学函数计算，涉及功（W）、热量（Q）、内能变化（ΔU）、焓变（ΔH）、熵变（ΔS）和吉布斯自由能变（ΔG）的求解。

解题核心思路：

1. 功（W）：液体汽化时体积膨胀对外做功，公式为 $W = -P\Delta V$，可简化为 $W = -nRT$（忽略液体体积）。
2. 热量（Q）：恒压过程，$Q = \Delta H$，通过汽化热计算。
3. 内能变化（ΔU）：利用热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$。
4. 熵变（ΔS）：$\Delta S = \frac{Q}{T}$，注意单位换算。
5. 吉布斯自由能变（ΔG）：相变平衡时 $\Delta G = 0$。

破题关键：

• 汽化热的单位转换：将汽化热从 $kJ/g$ 转换为 $kJ/mol$。
• 体积变化的简化处理：液体体积远小于气体体积，可忽略液体体积。

1. 计算功（W）

液体汽化时体积膨胀，对外做功为：
$W = -P\Delta V \approx -nRT$
其中 $n=1 \, \text{mol}$，$R=8.314 \, \text{J/mol·K}$，$T=373 \, \text{K}$，代入得：
$W = -(1)(8.314)(373) \, \text{J} \approx -3120 \, \text{J} = -3.1 \, \text{kJ}$

2. 计算热量（Q）和焓变（ΔH）

恒压下 $Q = \Delta H$，汽化热为 $2.26 \, \text{kJ/g}$，水的摩尔质量为 $18 \, \text{g/mol}$，故：
$\Delta H = Q = 2.26 \, \text{kJ/g} \times 18 \, \text{g/mol} = 40.7 \, \text{kJ}$

3. 计算内能变化（ΔU）

根据热力学第一定律：
$\Delta U = Q + W = 40.7 \, \text{kJ} + (-3.1 \, \text{kJ}) = 37.6 \, \text{kJ}$

4. 计算熵变（ΔS）

熵变为：
$\Delta S = \frac{Q}{T} = \frac{40700 \, \text{J}}{373 \, \text{K}} \approx 109 \, \text{J/K}$

5. 计算吉布斯自由能变（ΔG）

在沸点汽化为可逆相变，平衡条件下：
$\Delta G = 0$