Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(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)過程．
（1）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ?mol^-1 △S=+133.7kJ?mol^-1?k^-1
該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與

 

有關(guān)．
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．
（3）升高溫度，其平衡常數(shù)

 

（填”增大”“減小”或”不變”）．
（4）達(dá)到平衡后，改變某一外界條件（不改變H₂、CO的量），反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖．圖中t₄時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是

 

；圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時(shí)間是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,焓變和熵變,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：

分析：（1）①根據(jù)△G=△H-T△S判斷，△G＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；
（2）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫；
（3）依據(jù)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行分析；
（4）若不改變H₂、CO的量，由圖可知，t₄時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，改變條件為壓縮體積增大壓強(qiáng)；t₆時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡不移動(dòng)，故應(yīng)是加入催化劑，t₂時(shí)改變改變條件，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，在t₃時(shí)重新到達(dá)平衡，t₄時(shí)改變條件，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，t₅時(shí)由達(dá)平衡，故t₃～t₄平衡狀態(tài)CO的含量最高．

解答： 解：（1）①由熱化學(xué)反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)為焓增，熵增過程，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，說明反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行；
故答案為：溫度；
（2）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，固體不能寫入平衡常數(shù)表達(dá)式，反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K=

[CO]?[H2]

[H2O]

，故答案為：

[CO]?[H2]

[H2O]

；
（3）反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，故答案為：增大；
（4）若不改變H₂、CO的量，由圖可知，t₄時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，改變條件為壓縮體積增大壓強(qiáng)；t₆時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡不移動(dòng)，故應(yīng)是加入催化劑，t₂時(shí)改變改變條件，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，在t₃時(shí)重新到達(dá)平衡，t₄時(shí)改變條件，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，t₅時(shí)由達(dá)平衡，故t₃～t₄平衡狀態(tài)CO的含量最高；
故答案為：增大壓強(qiáng)；t₃---t₄．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)與影響因素、影響平衡移動(dòng)的因素與平衡圖象等，比較基礎(chǔ)，注意方程式中物質(zhì)的狀態(tài)，理解外界條件對反應(yīng)速率的影響，題目難度中等．