Question

【題目】利用甲烷與水反應(yīng)制備氫氣，因原料廉價(jià)產(chǎn)氫率高，具有實(shí)用推廣價(jià)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(xué)方程式 ．
（2）為了探究反應(yīng)條件對反應(yīng)CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣42.3kJmol﹣1的影響，某活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)曲線如圖所示．

編號(hào)	溫度	壓強(qiáng)	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(jù)實(shí)驗(yàn)曲線圖補(bǔ)充完整表格中的實(shí)驗(yàn)條件：X=℃，Y=MPa．
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ從開始至平衡，其平均反應(yīng)速度率v （CO）=molL﹣1min﹣1 ．
③實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率（填“大于”、“小于”或“等于”）．
④在530℃時(shí)，平衡常數(shù)K=1，若往1L容器中投入0.2mol CO（g）、0.2mol H2O（g）、1mol CO2（g）、0.1mol H2（g），此時(shí)化學(xué)反應(yīng)將（填“向正方向”、“向逆方向”或“不”） 移動(dòng)．

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+2H2O（g）=4H2（g）+CO2（g）△H=+163.9 kJ/mol
（2）530；5；0.12；大于；向逆方向
【解析】解：（1）根據(jù)蓋斯定律，上下兩式相加可得：CH4（g）+2H2O（g）=4H2（g）+CO2（g）△H=+163.9 kJ/mol，
故答案為：CH4（g）+2H2O（g）=4H2（g）+CO2（g）△H=+163.9 kJ/mol；（2）①由圖表可知，曲線II和曲線I相比，平衡不移動(dòng)，只是縮短了反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間，故II和I不同的條件為壓強(qiáng)，且為增大壓強(qiáng)，故Y為5MPa，兩者的溫度應(yīng)相同，故X為530℃，故答案為：530；5；②由圖象可知，CO的平衡濃度為0.4mol/L，即可知△c（CO）=0.6mol/L，根據(jù)反應(yīng)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(zhuǎn)化率越低，故實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率，故答案為：大于；④若往1L容器中投入0.2mol CO（g）、0.2mol H2O（g）、1mol CO2（g）、0.1mol H2（g），則此時(shí)反應(yīng)的濃度商Qc= =2.5＞K，則此時(shí)反應(yīng)應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：向逆方向．
（1）再根據(jù)蓋斯定律來計(jì)算反應(yīng)的焓變，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)律來書寫熱化學(xué)方程式；（2）①由圖表可知，曲線II和曲線I相比，平衡不移動(dòng)，只是縮短了反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間，據(jù)此分析反應(yīng)II的條件；②由圖象可知，CO的平衡濃度為0.4mol/L，即可知△c（CO）=0.6mol/L，根據(jù)反應(yīng)速率的公式求算；③CO的平衡濃度越大，則其平衡轉(zhuǎn)化率越低；④求出反應(yīng)的濃度商Qc，與K做比較即可．