Question

8．煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過(guò)程．
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^-1，△S=+133.7J•（K•mol） ^-1
①該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)．
②一定溫度下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是bc  （填字母，下同）
a．容器中的壓強(qiáng)不變        b．1mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH-O鍵
c．U_正（CO）=U_逆（H₂O）     d．c（CO）=c（H₂）

Answer 1

分析 ①根據(jù)△G=△H-T△S判斷，△G＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；
②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)．

解答 解：①由熱化學(xué)反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)為焓增，熵增過(guò)程，即△H＞0、△S＞0，△G=△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，所以該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，受溫度影響，298℃時(shí)，△H=+131.3kJ•mol^-1△S=+133.7J•mol^-1•K^-1，△G=△H-T△S=+131.3kJ•mol^-1-（298+273）K×（+133.7×10^-3KJ•mol^-1）•K^-1=54.96KJ/mol＞0，說(shuō)明反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行；
故答案為：溫度；
②a．一定溫度下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量增加，壓強(qiáng)增大，保持恒壓，容器中的壓強(qiáng)始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故a錯(cuò)誤；
 b．1 molH-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H-O鍵，斷裂2mol H-O鍵同時(shí)生成l molH-H鍵，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故b正確．
c．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，v_正（CO）=v_逆（H₂O），說(shuō)明水的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．根據(jù)反應(yīng)可知，自始至終c（CO）=c（H₂），不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故d錯(cuò)誤；
故選：bc．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷及反應(yīng)的自發(fā)，為高頻考點(diǎn)，把握影響因素及平衡特征為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．