Question

13．碳及其化合物有廣泛的用途．
（1）將水蒸氣通過(guò)紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol，
在一定條件下能說(shuō)明以上反應(yīng)達(dá)到平衡的是ABCE
A．溫度和體積一定，密閉容器中壓強(qiáng)不再變化
B．條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
C．溫度和體積一定，混合氣體的密度不再變化
D．生成n mol氫氣的同時(shí)生成n mol CO
E．2mol H-O鍵斷裂的同時(shí)有1mol H-H鍵的斷裂
（2）該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件高溫
（3）已知：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，則CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的焓變△H=-41.2kJ•mol^-1 ．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（2）△G=△H-T△S＜0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；
（3）①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律②-①得到．

解答 解：（1）A．溫度和體積一定，密閉容器中壓強(qiáng)不再變化，說(shuō)明物質(zhì)的量不變，達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，說(shuō)明氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量不變，達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；
C．溫度和體積一定，混合氣體的密度不再變化，說(shuō)明氣體的質(zhì)量一定，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．生成n mol氫氣的同時(shí)生成n mol CO，都體現(xiàn)正反應(yīng)方向，未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系，故D錯(cuò)誤；
E．2mol H-O鍵斷裂等效于1mol H-H鍵的形成同時(shí)有1mol H-H鍵的斷裂，正逆反應(yīng)速率相等，故E正確；
故選：ABCE；
（2）該反應(yīng)△H＞0，△S＞0，△G=△H-T△S＜0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故高溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，故答案為：高溫；
（3）①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律②-①得到，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H=-41.2kJ•mol^-1；
故答案為：-41.2kJ•mol^-1 ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、反應(yīng)自發(fā)性等，注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法，難度中等．