题目
△G=△A的过程是:()A. H2O(l,373K,p)→H2O(g,373K,p);B. N2(g,400K,1000kPa)→N2(g,400K,100kPa);C. 等温等压下,N2(g)+3H2(g)→NH3(g);D. Ar(g,T,p)→Ar(g,T+100,p)
△G=△A的过程是:()
A. H2O(l,373K,p)→H2O(g,373K,p);
B. N2(g,400K,1000kPa)→N2(g,400K,100kPa);
C. 等温等压下,N2(g)+3H2(g)→NH3(g);
D. Ar(g,T,p)→Ar(g,T+100,p)
题目解答
答案
B. N2(g,400K,1000kPa)→N2(g,400K,100kPa);
解析
本题考查吉布斯自由能(△G)与赫姆霍兹自由能(△A)的关系,核心在于理解两者在特定条件下的等价性。关键点在于:
- △G = △A + P△V,当体积变化(△V)为零时,△G = △A;
- 恒温恒容是△A的适用条件,而恒温恒压是△G的适用条件;
- 题目需找出体积不变的过程,此时P△V=0,两者相等。
选项分析
选项A
液态水→气态水
- 液态变为气态时体积显著增大(△V ≠ 0),因此△G ≠ △A。
选项B
N₂气体从高压(1000kPa)→低压(100kPa),温度恒定(400K)
- 若容器为恒容(刚性容器),则体积不变(△V = 0)。
- 根据理想气体状态方程,恒容下压力变化由物质的量变化引起,但题目未明确说明,需结合选项特性判断。
- 体积不变时,P△V=0,故△G = △A。
选项C
合成氨反应(等温等压)
- 反应前后气体物质的量变化(4 mol → 2 mol),体积变化(△V ≠ 0),因此△G ≠ △A。
选项D
氩气温度升高(压力恒定)
- 温度升高导致体积增大(△V ≠ 0),因此△G ≠ △A。