应。所以，工业上制备水煤气时，一般在常压下进行。 ④ 水是反应物，增加水气的分压，会使平衡向正向移动。
⑤ 氮气在这个反应中是惰性气体，增加氮气虽然不会影响平衡常数的数值，但会影响平衡的组成。因为这是个气体分子数增加的反应，增加惰性气体，使气态物质的总的物质的量增加，相当于将反应系统中各个物质的分压降低了，这与降低系统的总压的效果相当，起
到了稀释、降压的作用，可以使产物的含量增加，对正向反应有利。 10． 五氯化磷的分解反应为 pcl5(g)=cl2(g)+pcl3(g)，在一定温度和压力下，反应达平衡后，改变如下条件，五氯化磷的解离度将如何变化？并解释为什么？设所有气体均为理想气体。 (1) 降低系统的总压；
(2) 通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍；(3) 通入氮气，保持体积不变，使压力增加一倍；
(4) 通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍。
答：（1） 降低总压有利于正向反应，使五氯化磷的解离度增加，因为这是一个气体分子数增加的反应。
（2）通入氮气，保持压力不变，这对气体分子数增加的反应有利，相当于起了稀释、降压的作用，所以五氯化磷的解离度会增加。
（3） 通入氮气，因保持体积不变，压力和气体的总物质量同时增加，它们的比值不变，所以平衡组成也不变，五氯化磷的解离度亦不变。 （4） 通入氯气，增加了生成物的含量，使平衡向左移动，对正向反应不利，会使五氯化磷的解离度下降。 四．概念题参考答案
1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的?rgm?5 kj?mol时，该反应自发进行的方向为 ( )(a) 正向自发进行(b) 逆向自发进行 ? ?1
(c) 无法判断 (d) 反应不能进行
答：(c)。 判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功的条件下?rgm的 ??
变化值，而不能用?rgm的值。除非该反应是在标准压力下进行，则?rgm0，反应能逆
?向自发进行。或者?rgm是一个绝对值很大的负值，改变压力商也不可能改变?rgm的符号，
则?rgm也小于零，这时可以估计反应能自发正向进行。
2．理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用下列哪个关系式？ （） （a）?rgm??rtlnkp （b）?rgm??rtlnkp ????
（c）?rgm??rtlnkx（d）?rgm??rtlnkc ???
答：（b）。根据理想气体化学势的表示式，对数项中用pb/p?表示，在化学反应等温式中，对数项中是压力商qp，达平衡时，是平衡时的压力商，所以标准平衡常数是kp， ?
相应的gibbs自由能的变化值为?rgm。 ? ?
3．理想气体反应co(g)?2h2(g)?ch3oh(g)的?rgm与温度t的关系为：
?rgm/(j?mol)??21 660?52.92t/k。若要使反应的平衡常数大于1，则应控制的反 ??1
应温度为 ( ) (a) 必须低于409.3℃ (b) 必须高于409.3 k (c) 必须低于409.3 k (d) 必须等于409.3 k ?
答：(c)。?rgm与标准平衡常数kp的关系式为?rgm??rtlnkp，要使kp?1， ???? ?
则?rgm?0。从已知的关系式，解得t?409.3 k。要使反应在标准压力下能自发正向进
行，?rgm必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度必须低于409.3 k。
??4．在973 k时，反应co(g)?h2o(g)????co2(g)?h2(g)的标准平衡常数 ?
kp?0.71。若将如下各分压的理想气体混合在一起，pco?100 kpa，ph ? 2o
?50 kpa，
pco2?10 kpa，ph2?10 kpa，在相同温度下，反应的方向将() (a) 向右进行(b) 向左进行
(c) 处于平衡状态 (d) 无法判断
答：（a）。有一个可以作为判据的化学反应等温式为 (?rgm)t,p??rtlnkp?rtlnqp ?
【篇三：物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生
版)】
ss=txt>二、概念题
1. 答：（d） 热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。 2. 答：（c）气体膨胀对外作功，热力学能下降。 3. 答：（b）大气对系统作功，热力学能升高。
4. 答：（a）过程（1）中，系统要对外作功，相变所吸的热较多。 5. 答：（a）对冰箱作的电功全转化为热了。
7. 答：（c）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。
8. 答：（c）由气体状态方程pvm= rt+bp可知此实际气体的内能只是温度的函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变（状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变）。
9. 答：（b）式适用于不作非膨胀功的等压过程。 757
，cv =rcp=r ，这是双原子分子的特征。 522 ?n2mol v2
10. （b）1.40= ? ?
16. 答：由气体状态方程pvm= rt+bp可知此实际气体的内能与压力和体积无关，则此实际气体的内能只是温度的函数。 三、习题
1. （1）一系统的热力学能增加了100kj，从环境吸收了40kj的热，计算系统与环境的功的交换量；（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kj的功，同时吸收了20kj的热，计算系统热力学能的变化值。
2. 在300 k时，有 10 mol理想气体，始态压力为 1000 kpa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：
（1）在100 kpa压力下体积胀大1 dm3 ； p? nrt v p2 (
?p2?nrtnrt
?－) = - nrt?1??? p2p1p1?? 100
）= -22.45 kj 1000 = -nrtln
（3）∵ w = - ?pdv =-? v1 nrt dvv v2p1
= -nrtln v1p2 1000
= -57.43 kj 100
3. 在373 k恒温条件下，计算1 mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25 dm3和100 dm3 。 （1）向真空膨胀； （2）等温可逆膨胀； （3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于50 dm3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm3以后，再在外压等于100 dm3 时气体的平衡压力下膨胀。
试比较四个过程的功，这说明了什么问题？ 解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以 w2?0
（2）等温可逆膨胀 w1?nrtln v125
?1 mol?8.314 j?mol?1?k?1?373 k?ln??4299 j v2100 （3）恒外压膨胀
w3??pe(v2?v1)??p2(v2?v1)?? nrt
(v2?v1) v2
1 mol?8.314 j?mol?1?k?1?373 k3???(0.1?0.025)m??2326 j 3 0.1 m
（4）分两步恒外压膨胀
w4??pe,1(v2?v1)?pe,2(v3?v2)?? nrtnrt
(v2?v1)?(v3?v2) v2v3 ?nrt(
v1v2550
?1?2?1)?nrt(??2)??nrt v2v350100
??1 mol?8.314 j?mol?1?k?1?373 k??3101 j
说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。
w = -pvg = -ngrt = ? m1
mh2o18
（2）在真空箱中，pe = 0，故w = 0
20. 在标准压力和298k时，h2（g）与o2（g）的反应为：h2（g）+ 设参与反应的物质均可作为理想气体处理，已知?fhm ? 12
o2（g）= h2o（g）。
?h2o，g?=-241.82kj?mol?1，它们的标准 ?
cm?h2，g?=28.82j?k?1?mol?1
等压摩尔热容（设与温度无关）分别为， ??
cm?o2，g?=29.36j?k?1?mol?1，cm?h2o，g?=33.58j?k?1?mol?1。试计算：298k时 的标准摩尔反应焓变?rhm变?rhm ? ? ?
（2）498k时的标准摩尔反应焓(298 k)和热力学能变化?rum(298 k)；
(498 k)。
解：（1）h2
物理化学第二版课后答案
