Question

水煤氣是一種燃料．已知下列熱化學(xué)方程式：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）；△H₂=-241.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）；△H₃=-283.0kJ?mol^-1
請回答下列問題：
（1）制取水煤氣的反應(yīng)是：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=

 

，
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(CO)-c(H2)

c(H2O)

．已知某溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1，若在1L盛有過量碳粉的密閉容器中通入0.8mol水蒸氣、2molCO、1.2molH₂，則該溫度下反應(yīng)向

 

（填“正”或“逆”）方向進(jìn)行；
（2）下列措施中，能提高水煤氣產(chǎn)率的是

 

（填字母）
A．增加碳粉的質(zhì)量             B．增大水蒸氣的濃度
C．升高溫度                   D．增大容器壓強(qiáng)
（3）與煤直接作燃料相比，將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作燃料的優(yōu)點有

 

（填序號）．
A．提高煤的燃燒效率        B．減少對環(huán)境的污染    C．可以放出更多的熱量．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律構(gòu)造出目標(biāo)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)方程式，據(jù)此計算反應(yīng)熱；計算濃度商Q，若Q＞K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，若Q＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行，若Q=K，處于平衡狀態(tài)；
（2）A、固體和純液體的濃度視為定值，增加碳的質(zhì)量并不改變其濃度；
B、增大水蒸氣的濃度，化學(xué)平衡正向移動；
C、升高溫度，化學(xué)平衡正向移動；
D、增大容器壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動；
（3）A、增大可燃物與氧氣的接觸面積，提高了煤的燃燒效率；
B、減少了煤燃燒時可能產(chǎn)生的二氧化硫和CO氣體；
C、根據(jù)能量守恒定律可知放出的能量不會增多．

解答： 解：（1）已知①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）；△H₂=-241.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）；△H₃=-283.0kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知①-②-③得：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H，
因此△H=△H₁-△H₂-△H₃=（-393.5kJ?mol^-1）-（-241.8kJ?mol^-1）-（-283.0kJ?mol^-1）=+131.3kJ?mol^-1；
濃度商Q=

2mol/L×1.2mol/L

0.8mol/L

=3mol/L，大于化學(xué)平衡常數(shù)K=1，反應(yīng)逆向進(jìn)行，
故答案為：+131.3kJ?mol^-1；逆；
（2）A、固體和純液體的濃度視為定值，增加碳的質(zhì)量并不改變其濃度，因此并不影響水煤氣產(chǎn)率，故A錯誤；
B、增大水蒸氣的濃度，化學(xué)平衡正向移動，增大了水煤氣的產(chǎn)率，故B正確；

C、升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，增大了水煤氣的產(chǎn)率，故C正確；
D、增大容器壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動，減小了水煤氣的產(chǎn)率，故D錯誤；
故答案為：BC；
（3）A、增大可燃物與氧氣的接觸面積，提高了煤的燃燒效率，故A正確；
B、減少了煤燃燒時可能產(chǎn)生的二氧化硫和CO氣體，減少了大氣污染，故B正確；
C、根據(jù)能量守恒定律可知放出的能量不會增多，故C錯誤；
故答案為：AB．

點評：本題考查利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計算和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，（1）中計算并判定反應(yīng)進(jìn)行方向是難點，需要掌握：濃度商Q若Q＞K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，若Q＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行，若Q=K，處于平衡狀態(tài)．