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首届化工总控工竞赛题库2021.06
950
单选题

78、H2和O2以2:1的比例在绝热的钢瓶中反应而生成水,在该过程中正确的是()

A
△H=0
B
△T=0
C
△P=0
D
△U=0

答案解析

正确答案:D

解析:


当然可以,让我们一起来解析这道化学题目。

首先,题目描述了一个化学反应:氢气(H2)和氧气(O2)以2:1的比例在绝热的钢瓶中反应生成水(H2O)。这是一个放热反应,因为生成水时会释放能量。

现在,我们来分析每个选项:

A: △H=0
△H代表焓变,即系统在反应过程中吸收或释放的热量。在这个放热反应中,系统会释放热量,所以焓变(△H)不会是0。因此,这个选项是错误的。

B: △T=0
△T代表温度变化。由于这是一个放热反应,热量会从系统释放到周围环境中。在绝热系统中,热量不能与外界交换,但反应本身会释放热量,导致系统温度升高。因此,温度变化(△T)不会是0。这个选项也是错误的。

C: △P=0
△P代表压强变化。在这个反应中,氢气和氧气反应生成水蒸气,气体的总摩尔数减少(从3摩尔变为2摩尔),根据理想气体定律,如果体积不变,压强应该会降低。因此,压强变化(△P)不会是0。这个选项也是错误的。

D: △U=0
△U代表内能变化。在绝热系统中,没有热量交换,但反应会释放或吸收能量。由于这是一个放热反应,系统会失去内能,因此内能变化(△U)不会是0。然而,题目中提到的是“正确的是”,这意味着我们需要找到一个在特定条件下不会变化的量。在绝热系统中,虽然内能会变化,但如果考虑系统与外界没有热量交换,那么系统的内能变化(△U)可以看作是0,因为所有释放的能量都用于做功或转化为其他形式的能量。因此,这个选项是正确的。

为了更好地理解这个知识点,我们可以用一个生动的例子来联想:想象一个密封的气球,里面充满了氢气和氧气。当这些气体在气球内部反应时,会生成水蒸气,同时释放热量。由于气球是密封的,热量不能逸出,所以气球的温度会升高。但是,如果我们假设气球的体积保持不变,那么气球的压强会随着温度的升高而增加。因此,虽然内能(△U)在理想情况下可以看作是0,但在实际情况下,压强(△P)和温度(△T)都会发生变化。

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