Question

18．水煤氣是重要燃料和化工原料，可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得：
C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的升高而增大（填增大/減小/不變）；
（2）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是A；
A．△H＞0，△S＞0B．△H＞0，△S＜0C．△H＜0，△S＞0D．△H＜0，△S＜0
（3）上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，將體系中的C （s）全部移走，平衡左移（向左移/向右移/不移動）；
（4）一定溫度下，三個容器中均進(jìn)行著上述反應(yīng)，各容器中炭足量，其它物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示．請?zhí)顚懕碇邢鄳?yīng)的空格．

容器 編號	c（H2O）/mol•L-1	c（CO）/mol•L-1	c（H2）/mol•L-1	ν正、ν逆比較
I	0.06	0.60	0.10	ν正=ν逆
Ⅱ	0.12	0.20	0.60	ν正=ν逆
Ⅲ	0.10	0.20	0.40	ν正＞ν逆

（5）己知：
2C （s）+O₂（g）=2CO （g）△H=-221.0kJ•mo1^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂ （g）△H=-566.0kJ•mo1^-1
2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O （g）△H=-483.6kJ•mo1^-1
若將24g炭完全轉(zhuǎn)化為水煤氣，然后再充分燃燒，整個過程的焓變?yōu)?787.0kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則升高溫度化學(xué)平衡正向移動；
（2）根據(jù)反應(yīng)可知C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1，△H＞0，△S＞0；
（3）將體系中的C （s）全部移走，則體系中只有逆反應(yīng)；
（4）根據(jù)Ⅰ計算平衡常數(shù)，Ⅱ中處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)計算Ⅱ中c（H₂）；計算Ⅲ中此時的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向判斷；
（5）由C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）、2CO（g）+O₂（g）=2CO₂、2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O及蓋斯定律來計算整個過程的焓變．

解答 解：（1）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；
（2）根據(jù)反應(yīng)可知C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1，△H＞0，反應(yīng)生成的氣體增大，混亂度增加，是一下熵增的過程，則△S＞0，
故答案為：A；
（3）將體系中的C （s）全部移走，則體系中只有逆反應(yīng)，則該化學(xué)平衡向左移，
故答案為：左移；
（4）由Ⅰ可知，平衡常數(shù)K=$\frac{0.1×0.6}{0.06}$=1，Ⅱ中處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)可知Ⅱ中c（H₂）=$\frac{K×c（{H}_{2}O）}{c（CO）}$=$\frac{1×0.12}{0.2}$mol/L=0.60mol/L，
Ⅲ中此時的濃度商Qc=$\frac{0.4×0.2}{0.1}$=0.8＜1，故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故ν_正＞ν_逆，
故答案為：0.60；＞；
（5）①C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂ （g）△H=-566.0kJ•mo1^-1
③2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O （g）△H=-483.6kJ•mo1^-1
則將24g 炭完全轉(zhuǎn)化為水煤氣，然后再充分燃燒，三個反應(yīng)均發(fā)生，①×2+②+③
由蓋斯定律可知，①×2+②+③即整個過程的焓變?yōu)?mol×（+131.3kJ•mol^-1）+（-566.0kJ•mol^-1）+（-483.6kJ•mol^-1）=-787.0kJ•mol^-1，
故答案為：-787.0．

點評 本題考查化學(xué)平衡的移動、化學(xué)平衡的計算、反應(yīng)熱的計算等，有一定難度，特別是第（4）問學(xué)生要學(xué)會利用數(shù)據(jù)來分析解答．