Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學加工使煤轉化為氣體、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。反應為：
C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)   ΔH=＋131.3 kJ?mol^-1，ΔS=＋133.7J?(K?mol) ^-1 
①該反應能否自發(fā)進行與                   有很大關系；
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             （填字母，下同）。  
a.容器中的壓強不變                 b.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 molH—O鍵
c.v_正(CO) = v_逆(H₂O)                 d.c(CO)=c(H₂)
（2）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生如下反應：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) ，
右圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJ?mol^-1)的變化。
在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，
下列措施中能使c (CH₃OH)增大的是           。

a.升高溫度                
b.充入He(g)，使體系壓強增大
c.將H₂O(g)從體系中分離出來       
d.再充入1mol CO₂和3mol H₂

Answer 1

（10分）（1）① 溫度（2分）    ② b 、c （4分）  （2）c、d （4分）

試題分析：（1）①由于該反應是吸熱的、熵值增大的可逆反應，所以該反應能否自發(fā)進行與
溫度有很大關系。
②在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)。平衡時各種物質的濃度不再發(fā)生變化，但各種的濃度之間不一定滿足某種關系，d不能說明。由于該反應是體積可變的，則壓強始終是不變的，a不能說明。bc中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數(shù)之比，可以說明，答案選bc。
（2）根據(jù)圖像可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，所以反應是放熱反應。升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則c (CH₃OH)降低。充入He(g)，使體系壓強增大，但平衡不移動，c (CH₃OH)不變；將H₂O(g)從體系中分離出來，平衡向正反應方向進行，c (CH₃OH)增大。再充入1mol CO₂和3mol H₂，相當于是增大壓強，平衡向正反應方向進行，c (CH₃OH)增大，答案cd。
點評：該題是中等難度的試題，試題基礎性強，側重對學生基礎知識的鞏固和訓練。該題的關鍵是明確外界條件是如何影響平衡狀態(tài)的以及平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，然后依據(jù)圖像和方程式靈活運用即可。有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力，提高學生分析、歸納、總結問題的能力。