Question

8．煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學加工使煤轉(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．
將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應為：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，△S=+133.7J•（K•mol） ^-1
①該反應能否自發(fā)進行與溫度有關(guān)．
②一定溫度下，在一個容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應，下列能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是bc  （填字母，下同）
a．容器中的壓強不變        b．1mol H-H鍵斷裂的同時斷裂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，反應自發(fā)進行；
②根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，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，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)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(tài)．

解答 解：①由熱化學反應方程式可知，反應為焓增，熵增過程，即△H＞0、△S＞0，△G=△H-T△S＜0反應自發(fā)進行，所以該反應自發(fā)進行，受溫度影響，298℃時，△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，說明反應非自發(fā)進行；
故答案為：溫度；
②a．一定溫度下，在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應，反應前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，隨反應進行氣體的物質(zhì)的量增加，壓強增大，保持恒壓，容器中的壓強始終不變，不能說明反應到達平衡，故a錯誤；
 b．1 molH-H鍵斷裂的同時斷裂2mol H-O鍵，斷裂2mol H-O鍵同時生成l molH-H鍵，說明反應到達平衡，故b正確．
c．反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，v_正（CO）=v_逆（H₂O），說明水的正反應速率和逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．根據(jù)反應可知，自始至終c（CO）=c（H₂），不能說明反應到達平衡，故d錯誤；
故選：bc．

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