Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取、儲存一直是氫能源利用領域的研究熱點。

（1）工業上制取有多種方法，如：

①

②

③

甲烷和水蒸氣催化重整制高純氫時，初始反應的生成物為和，其物質的量之比為4：1，則該反應的熱化學方程式為________。

（2）鑭鎳合金是一種良好的儲氫材料，向體積恒定的密閉容器中充入氫氣發生如下反應：。的平衡轉化率與其初始充入物質的量、反應溫度的關系如左圖所示；一定溫度下，容器內的壓強隨時間的變化關系如右圖所示。

①左圖中初始充入量由大到小的是________。

②該反應平衡常數的大小關系為________填“”“”或“”，理由是________。

③若保持溫度不變，在時刻將容器的容積壓縮至原來的一半，并在時刻達到平衡。請在右圖中畫出相應的變化曲線______。

④某二次鎳氫電池放電時的工作原理如圖所示，其中隔膜為________離子交換膜填“陰”或“陽”，負極的電極反應式為________。

（3）儲氫還可以借助有機物，如利用環己烷和苯之間的可逆反應來實現脫氫和加氫：

。在某溫度下，向容積為2L的恒容容器中加入環己烷，平衡時體系中壓強為，苯的物質的量為，則平衡常數________用含a、b、p的代數式表示；用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質的量分數

Answer 1

【答案】 該可逆反應正反應為放熱反應，升高溫度平衡常數減小 陰

【解析】

（1）依據蓋斯定律：即可解答；

（2）根據影響平衡常數的因素和圖像分析解答。

（1）依據蓋斯定律：得到目標方程式：，則△H==，故答案為：△H=+165.0kJ/mol；

(2) ①該反應的平衡常數，溫度不變時平衡常數不變，即平衡時不變，故起始時充入的量越大，平衡轉化率越高，故投入量,答案：；

②該反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，而，該反應平衡常數的大小關系為，故答案為：；該可逆反應正反應為放熱反應，升高溫度平衡常數減小；

③若保持溫度不變，在時刻將容器的容積壓縮至原來的一半，壓縮容積增大壓強，壓縮后壓強變為時的2倍，并在時刻達到平衡，溫度不變，平衡常數不變，故H的平衡壓強不變，圖像為：，故答案為答案：；

④某二次鎳氫電池放電時的工作原理如圖所示，其中隔膜為陰離子交換膜，允許從正極移動到負極與放電產生的氫離子結合形成水，負極的電極反應式為：，故答案為：陰；；

（3）由題意建立如下三段式：

用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質的量分數，則，故答案為：。