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化学
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:

  1. △G = △A + P△V,当体积变化(△V)为零时,△G = △A;
  2. 恒温恒容是△A的适用条件,而恒温恒压是△G的适用条件;
  3. 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。

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