Question

18．水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：
C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1
（1）该反应的平衡常数K随温度的升高而增大（填增大/减小/不变）；
（2）关于该反应的下列说法中，正确的是A；
A．△H＞0，△S＞0B．△H＞0，△S＜0C．△H＜0，△S＞0D．△H＜0，△S＜0
（3）上述反应达到平衡后，将体系中的C （s）全部移走，平衡左移（向左移/向右移/不移动）；
（4）一定温度下，三个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中相应的空格．

容器 编号	c（H2O）/mol•L-1	c（CO）/mol•L-1	c（H2）/mol•L-1	ν正、ν逆比较
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
若将24g炭完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程的焓变为-787.0kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）该反应为吸热反应，则升高温度化学平衡正向移动；
（2）根据反应可知C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1，△H＞0，△S＞0；
（3）将体系中的C （s）全部移走，则体系中只有逆反应；
（4）根据Ⅰ计算平衡常数，Ⅱ中处于平衡状态，根据平衡常数计算Ⅱ中c（H₂）；计算Ⅲ中此时的浓度商Qc，与平衡常数比较，判断反应进行的方向判断；
（5）由C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）、2CO（g）+O₂（g）=2CO₂、2H₂ （g）+O₂ （g）=2H₂O及盖斯定律来计算整个过程的焓变．

解答 解：（1）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，
故答案为：增大；
（2）根据反应可知C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1，△H＞0，反应生成的气体增大，混乱度增加，是一下熵增的过程，则△S＞0，
故答案为：A；
（3）将体系中的C （s）全部移走，则体系中只有逆反应，则该化学平衡向左移，
故答案为：左移；
（4）由Ⅰ可知，平衡常数K=$\frac{0.1×0.6}{0.06}$=1，Ⅱ中处于平衡状态，根据平衡常数可知Ⅱ中c（H₂）=$\frac{K×c（{H}_{2}O）}{c（CO）}$=$\frac{1×0.12}{0.2}$mol/L=0.60mol/L，
Ⅲ中此时的浓度商Qc=$\frac{0.4×0.2}{0.1}$=0.8＜1，故反应向正反应方向进行，故ν_正＞ν_逆，
故答案为：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
则将24g 炭完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，三个反应均发生，①×2+②+③
由盖斯定律可知，①×2+②+③即整个过程的焓变为2mol×（+131.3kJ•mol^-1）+（-566.0kJ•mol^-1）+（-483.6kJ•mol^-1）=-787.0kJ•mol^-1，
故答案为：-787.0．

点评 本题考查化学平衡的移动、化学平衡的计算、反应热的计算等，有一定难度，特别是第（4）问学生要学会利用数据来分析解答．