Question

13．碳及其化合物有广泛的用途．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol，
在一定条件下能说明以上反应达到平衡的是ABCE
A．温度和体积一定，密闭容器中压强不再变化
B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．温度和体积一定，混合气体的密度不再变化
D．生成n mol氢气的同时生成n mol CO
E．2mol H-O键断裂的同时有1mol H-H键的断裂
（2）该反应能够自发进行的反应条件高温
（3）已知：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，则CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的焓变△H=-41.2kJ•mol^-1 ．

Answer 1

分析 （1）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（2）△G=△H-T△S＜0时，反应自发进行；
（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，依据热化学方程式和盖斯定律②-①得到．

解答 解：（1）A．温度和体积一定，密闭容器中压强不再变化，说明物质的量不变，达平衡状态，故A正确；
B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明气体的质量和物质的量不变，达平衡状态，故B正确；
C．温度和体积一定，混合气体的密度不再变化，说明气体的质量一定，正逆反应速率相等，达平衡状态，故C正确；
D．生成n mol氢气的同时生成n mol CO，都体现正反应方向，未体现正与逆的关系，故D错误；
E．2mol H-O键断裂等效于1mol H-H键的形成同时有1mol H-H键的断裂，正逆反应速率相等，故E正确；
故选：ABCE；
（2）该反应△H＞0，△S＞0，△G=△H-T△S＜0时，反应自发进行，故高温下反应可以自发进行，故答案为：高温；
（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，
依据热化学方程式和盖斯定律②-①得到，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H=-41.2kJ•mol^-1；
故答案为：-41.2kJ•mol^-1 ．

点评 本题考查反应热的计算、平衡状态判断、反应自发性等，注意掌握化学平衡状态的判断方法，难度中等．