【单选题】若 N 2 (g) 和 O 2 (g) 都视为理想气体,等温等压下, 1 molN 2 (g) 和 1 molO 2 (g) 混合后,不发生变化的一组热力学性质是 ()A. U ，Ｈ，ＶB. U ，Ｈ， SC. H ， S ， FD. V ， F ， G

考查要点：本题主要考查理想气体混合过程中热力学性质的变化规律，重点在于理解理想气体的性质及其热力学量的温度、压力、体积依赖关系。

解题核心思路：

1. 理想气体性质：理想气体分子间无相互作用，混合时体积可加，且内能、焓仅与温度有关。
2. 等温等压条件：混合前后温度和压强不变，总物质的量为各组分之和。
3. 热力学量分析：根据各热力学量的定义（如内能$U$、焓$H$、体积$V$、熵$S$等），结合理想气体特性，判断其是否变化。

破题关键点：

• $U$和$H$不变：温度不变，理想气体的内能和焓仅由温度决定。
• $V$不变：等温等压下，总物质的量为$2\ \text{mol}$，体积由$nRT/P$决定，与混合前两气体体积之和相等。
• $S$、$F$、$G$变化：混合过程熵增，自由能变化与混合过程的不可逆性相关。

选项分析

选项A：$U$，$H$，$V$

1. 内能$U$：理想气体的内能仅与温度和物质的量有关。混合前后温度不变，总物质的量为$2\ \text{mol}$，因此总内能$U = U_{\text{N}_2} + U_{\text{O}_2}$，不变。
2. 焓$H$：理想气体的焓也仅与温度和物质的量有关，同理混合后总焓$H = H_{\text{N}_2} + H_{\text{O}_2}$，不变。
3. 体积$V$：等温等压下，总物质的量为$2\ \text{mol}$，体积$V = \frac{(n_{\text{N}_2} + n_{\text{O}_2})RT}{P} = V_{\text{N}_2} + V_{\text{O}_2}$，不变。

选项B：$U$，$H$，$S$

• 熵$S$：混合过程分子分布更混乱，熵增加（$\Delta S > 0$），变化，排除。

选项C：$H$，$S$，$F$

• 亥姆霍兹自由能$F$：$F = U - TS$，虽然$U$不变，但$S$增加，导致$F$减少，变化，排除。

选项D：$V$，$F$，$G$

• 吉布斯自由能$G$：$G = H - TS$，虽然$H$不变，但$S$增加，导致$G$减少，变化，排除。