Question

大一无机化学，有若干不理解，求大神

已知A(g)+B(s)=C(g)+D(s)的△H=-80.25kJ。反应在101.3kPa，300K下发生，体系做了最大功并放热4.86kJ。试求反应过程的Q,W,△U,△S,△G.

疑问如下：1.由方程式可知，反应前后气体体积不变化，即体积功W为0，但是答案的W为-75.39kJ,恰好是80.25-4.86，为什么？
2.因为气体体积不变化，因此反应可看作是恒压下的恒容反应，但是计算△U的时候所用的△H是80.25kJ，但是热效应是4.86kJ，△H不是数值上与Q相等吗，这又是为什么？

求大神帮我解答，万分感谢。

Answer 1

W是功，包含了体积功和非体积功。题中反应前后体积不变，体积功等于零，非体积功可不等于零。不要一看见W就认为是体积功，得仔细看题是否有非体积功。

第二问同理，Q=ΔH 成立的条件是：等温恒压且不作非体积功。此题中存在非体积功，这个公式是不能用的。

 

总之，书上的公式不可盲目应用，必须掌握每个公式的适用条件，条件不和不能用的。关键在于理解课本上的公式推导过程，你有关升华的说法毫无道理，说明你还没有吃透这些概念和公式。

对于此题，由于存在非体积功，很多公式是不能用的，只能从最基本的公式出发进行推导。

• 放热4.86kJ → Q=-4.86kJ
  ►这是 Q 的定义

• 反应前后体积不变 → ΔU = ΔH = -80.25kJ
  ►根据H的定义 H = U + pV 以及pV不变可知

• 热力学第一定律 ΔU = Q + W → W = -75.39kJ
  ►没什么好说的，热力学第一定律

• 体系做了最大功（可逆途径）→ ΔG = W(非) = -75.39kJ
  ►;最大功的含义（本质是热力学第二定律）

• 等温可逆途径下 ΔS = Q/T → ΔS = -16.2J/(mol·K)
  ►熵的计算方法（热温商）。也可以根据 G = H - TS 定义式得到

Answer 2

很明显，在反应时，人为为改变了容器容积。

追问

我是理解为可能是d升华，但是这样的话热力能变和焓变不相等

追答

若有升华的话，题中一定会提到的。人为改变体积，有些题中可能不提及。