Question

13．碳及其化合物有廣泛的用途．
（1）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產生水煤氣．反應為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol，
在一定條件下能說明以上反應達到平衡的是ABCE
A．溫度和體積一定，密閉容器中壓強不再變化
B．條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化
C．溫度和體積一定，混合氣體的密度不再變化
D．生成n mol氫氣的同時生成n mol CO
E．2mol H-O鍵斷裂的同時有1mol H-H鍵的斷裂
（2）該反應能夠自發進行的反應條件高溫
（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）根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態；
（2）△G=△H-T△S＜0時，反應自發進行；
（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，依據熱化學方程式和蓋斯定律②-①得到．

解答 解：（1）A．溫度和體積一定，密閉容器中壓強不再變化，說明物質的量不變，達平衡狀態，故A正確；
B．條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，說明氣體的質量和物質的量不變，達平衡狀態，故B正確；
C．溫度和體積一定，混合氣體的密度不再變化，說明氣體的質量一定，正逆反應速率相等，達平衡狀態，故C正確；
D．生成n mol氫氣的同時生成n mol CO，都體現正反應方向，未體現正與逆的關系，故D錯誤；
E．2mol H-O鍵斷裂等效于1mol H-H鍵的形成同時有1mol H-H鍵的斷裂，正逆反應速率相等，故E正確；
故選：ABCE；
（2）該反應△H＞0，△S＞0，△G=△H-T△S＜0時，反應自發進行，故高溫下反應可以自發進行，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，
依據熱化學方程式和蓋斯定律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 ．

點評 本題考查反應熱的計算、平衡狀態判斷、反應自發性等，注意掌握化學平衡狀態的判斷方法，難度中等．