Question

【題目】利用甲烷與水反應制備氫氣，因原料廉價產氫率高，具有實用推廣價值． 已知：①CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJmol﹣1
②CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣42.3kJmol﹣1
（1）甲烷和水蒸氣生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為 ．
（2）為了探究反應條件對反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣42.3kJmol﹣1的影響，某活動小組設計了三個實驗，實驗曲線如圖所示

編號	溫度	壓強	c始（CO）	c始（H2O）
Ⅰ	530℃	3MPa	1.0molL﹣1	3.0molL﹣1
Ⅱ	X	Y	1.0molL﹣1	3.0molL﹣1
Ⅲ	630℃	5MPa	1.0molL﹣1	3.0molL﹣1

①請依據實驗曲線圖補充完整表格中的實驗條件：X=℃，Y=MPa．
②實驗Ⅲ從開始至平衡，其平均反應速度率v （CO）=molL﹣1min﹣1 ．
③實驗Ⅱ達平衡時CO的轉化率實驗Ⅲ達平衡時CO的轉化率（填“大于”、“小于”或“等于”）．
④在530℃時，平衡常數K=1，若往10L容器中投入2.0mol CO（g）、2.0mol H2O（g）、1.0mol CO2（g）、1.0mol H2（g），此時化學反應將（填“正向”、“逆向”或“不”） 移動．

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+163.9kJ?mol﹣1
（2）530；5；0.12；大于；正向
【解析】解：（1）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJmol﹣1②CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣42.3kJmol﹣1結合蓋斯定律①+②得到CH4（g）與H2O（g）反應生成CO2（g）和H2（g）的熱化學方程式為：CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+163.9kJmol﹣1 ， 故答案為：CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+163.9kJmol﹣1；（2）①由圖表可知，曲線II和曲線I相比，平衡不移動，只是縮短了反應達平衡的時間，故II和I不同的條件為壓強，且為增大壓強，故Y為5MPa，兩者的溫度應相同，故X為530℃，故答案為：530；5；②由圖像可知，CO的平衡濃度為0.4mol/L，即可知△c（CO）=0.6mol/L，根據反應速率的公式V（CO）= =0.12molL﹣1min﹣1 ． 故答案為：0.12；③CO的平衡濃度越大，則其平衡轉化率越低，故實驗Ⅱ達平衡時CO的轉化率大于實驗Ⅲ達平衡時CO的轉化率，故答案為：大于；④若往10L容器中投入2.0mol CO（g）、2.0mol H2O（g）、1.0mol CO2（g）、1.0mol H2（g），則此時反應的濃度商Qc= =0.25＜K，則此時反應應向正反應方向移動，故答案為：正向． （1）已知：①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJmol﹣1②CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣42.3kJmol﹣1結合蓋斯定律①+②得CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H；（2）①由圖表可知，曲線II和曲線I相比，平衡不移動，只是縮短了反應達平衡的時間，據此分析反應II的條件；②由圖像可知，CO的平衡濃度為0.4mol/L，即可知△c（CO）=0.6mol/L，根據反應速率的公式求算；③CO的平衡濃度越大，則其平衡轉化率越低；④求出反應的濃度商Qc，與K做比較即可．