题目
在 1200 K、100 kPa 压力下，1 mol CaCO3(s) 完全分解为 CaO(s) 和 CO2(g)，吸热 180 kJ。计算过程中的 W、ΔU、ΔH 和 Q。设气体为理想气体。
在 、 压力下， 完全分解为 和 ，吸热 。计算过程中的 、、 和 。设气体为理想气体。
题目解答
答案
，，，
解析
步骤 1：计算 W（功）
在恒压条件下，功 W 可以通过理想气体的体积变化来计算。由于反应前后的物质状态不同，CaCO3(s) 分解为 CaO(s) 和 CO2(g)，其中 CO2(g) 是气体，而 CaCO3(s) 和 CaO(s) 是固体。因此，体积变化主要由 CO2(g) 引起。根据理想气体状态方程 PV=nRT，可以计算出 CO2(g) 的体积变化，进而计算出功 W。
步骤 2：计算 ΔU（内能变化）
内能变化 ΔU 可以通过 Q（热量）和 W（功）来计算。根据热力学第一定律，ΔU = Q - W。
步骤 3：计算 ΔH（焓变）
焓变 ΔH 可以通过 ΔU（内能变化）和 PΔV（压力乘以体积变化）来计算。根据定义，ΔH = ΔU + PΔV。
步骤 4：计算 Q（热量）
题目中已经给出 Q = 180 kJ，即反应过程中吸收的热量。
在恒压条件下，功 W 可以通过理想气体的体积变化来计算。由于反应前后的物质状态不同，CaCO3(s) 分解为 CaO(s) 和 CO2(g)，其中 CO2(g) 是气体，而 CaCO3(s) 和 CaO(s) 是固体。因此，体积变化主要由 CO2(g) 引起。根据理想气体状态方程 PV=nRT，可以计算出 CO2(g) 的体积变化，进而计算出功 W。
步骤 2：计算 ΔU（内能变化）
内能变化 ΔU 可以通过 Q（热量）和 W（功）来计算。根据热力学第一定律，ΔU = Q - W。
步骤 3：计算 ΔH（焓变）
焓变 ΔH 可以通过 ΔU（内能变化）和 PΔV（压力乘以体积变化）来计算。根据定义，ΔH = ΔU + PΔV。
步骤 4：计算 Q（热量）
题目中已经给出 Q = 180 kJ，即反应过程中吸收的热量。