题目
38.欲测定有机物的燃烧热 Qp ,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效为 QV。由公式得:Qp= QV + ΔnRT = QV + pΔV,式中 p 应为何值?A. 氧弹中氧气压力B. 钢瓶中氧气压力C. pD. 实验室大气压力
38.欲测定有机物的燃烧热 Qp ,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效为 QV。由公式得:Qp= QV + ΔnRT = QV + pΔV,式中 p 应为何值?
A. 氧弹中氧气压力
B. 钢瓶中氧气压力
C. p
D. 实验室大气压力
题目解答
答案
D. 实验室大气压力
解析
本题考查燃烧热测定中恒压热效应Qp与恒容热效应QV的关系,关键在于理解压力p的物理意义。
核心思路:
- 燃烧热的测定通常通过氧弹量热计(恒容条件)完成,测得的是QV。
- 根据热力学公式,Qp = QV + ΔnRT,而ΔnRT可进一步转化为pΔV。
- p的选取需结合实验条件:氧弹反应虽密闭,但实验实际是在实验室大气压下进行,因此p应为实验室大气压力。
公式推导与压力分析
- 燃烧热的定义:燃烧热Qp是恒压条件下的热效应,但实验中通过恒容条件(氧弹)测得QV。
- Qp与QV的关系:
$Q_p = Q_V + \Delta n RT$
其中$\Delta n$为反应前后气体物质的量变化。 - 理想气体状态方程:
$\Delta n RT = p \Delta V$
当反应在恒压条件下进行时,$\Delta n RT$可替换为$p \Delta V$,但实验中氧弹是恒容条件,需明确p的物理意义。 - 实验实际条件:
- 氧弹反应虽密闭,但实验环境是开放的实验室大气压,因此p应取实验室大气压力(选项D)。
- 若取氧弹内部压力(选项A),则无法保证恒压条件;钢瓶压力(选项B)与实验无关;标准大气压(选项C)可能与实际实验条件不符。