题目
1.单选题(1)1mol液态水在373.15K和101.325kPa下蒸发为水蒸气,其热力学能变Delta U为38kJ,则其焓变Delta H约为A. 41kJB. 38kJC. 35kJD. 33kJ
1.单选题(1)1mol液态水在373.15K和101.325kPa下蒸发为水蒸气,其热力学能变$\Delta U$为38kJ,则其焓变$\Delta H$约为
A. 41kJ
B. 38kJ
C. 35kJ
D. 33kJ
题目解答
答案
A. 41kJ
解析
本题考查知识点知识点为热力学第一定律中焓变与热力学能变的关系,解题思路是根据焓变的定义式,结合理想气体状态方程,找出焓变与热力学能变的联系,进而计算出焓变的值。
- 首先明确焓变的定义式:
- 焓$H$的定义为$H = U+ pV$,对于一个过程的焓变$\\Delta H$和热力学能变$\Delta U$,有$\Delta H=\Delta U+\Delta(pV)$。
- 对于本题中液态水蒸发为水蒸气的过程,可近似认为水蒸气为理想气体,液态水的体积$V_{l}$相对于水蒸气的体积$V_{g}$可忽略不计,即$V_{l}\approx0$,那么$\Delta(pV = V_{g}-V_{l}\approx V_{g}$。
根据理想气体状态方程$pV = nRT$,这里$n = 1mol$,$T=373.15K$,$p = 101.325kPa$,$R = 8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}$。
则$p\Delta V=pV_{g}=nRT$。
计算$nRTRTRT$致$1mol$,$T = 373.15K$,$R = 8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}$时,$nRT=1mol\times8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}\times373.15K$
$=1\times8.314\times373.15J\approx3101J = 3.1kJ$。 - 已知$\Delta U = 38kJ$,由$\Delta H=\Delta U+\Delta(pV)$,且$\Delta(pV)=nRT\approx3.1kJ$,可得:
$\Delta H=\Delta U + nRT=38kJ + 3.1kJ=41.1kJ\approx41kJ$。