在一定温度下,对于分子数增多的理想气体化学反应,其 triangle _(r)H_(m)()triangle _(r)U_(m).A. >B. C. =
A. >
B. <
C. =
题目解答
答案
解析
本题考查知识点为理想气体化学反应中焓变($\triangle _{r}H_{m}$)和热力学能变($\triangle _{r}U_{m}$)的关系。解题思路是先明确焓变和热力学能变的定义式,再结合理想气体状态方程,分析分子数增多的情况下两者的大小关系。
步骤一:明确焓变和热力学能变的定义式
焓($H$)的定义为$H = U + pV$,对于化学反应,焓变$\triangle _{r}H_{m}$和热力学能变$\triangle _{r}U_{m}$的关系为:
$\triangle _{r}H_{m}=\triangle _{r}U_{m}+\triangle (pV)$
步骤二:分析$\triangle (pV)$
对于理想气体,$pV = nRT$,则$\triangle (pV)=\triangle (nRT)$。因为是在一定温度下,$T$为常数,$R$为气体常数,所以$\triangle (pV)=RT\triangle n$,其中$\triangle n$为反应前后气体物质的量的变化。
步骤三:根据题目条件确定$\triangle n$的正负
题目中提到是分子数增多的理想气体化学反应,即反应后气体物质的量增加,所以$\triangle n>0$。
步骤四:判断$\triangle _{r}H_{m}$和$\triangle _{r}U_{m}$的大小关系
将$\triangle (pV)=RT\triangle n$代入$\triangle _{r}H_{m}=\triangle _{r}U_{m}+\triangle (pV)$中,可得$\triangle _{r}H_{m}=\triangle _{r}U_{m}+RT\triangle n$。
因为$R>0$,$T>0$,$\triangle n>0$,所以$RT\triangle n>0$,那么$\triangle _{r}H_{m}>\triangle _{r}U_{m}$。