Question

（1）氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點．
已知：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ?mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ?mol^-1
（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式為

 

；
（2）在體積不變的密閉容器中進行（1）反應，達到平衡后（填“正向移動”、“逆向移動”、“增大”、“減小”或“不變”）：
①擴大容器體積，平衡

 

，c（H₂）

 

（與原平衡相比）；
②升高溫度，正反應速率

 

，逆反應速率

 

；體系的壓強

 

，平衡

 

，平衡常數(shù)

 

；
③加入催化劑，H₂的物質(zhì)的量

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)已知的反應和目標反應，利用蓋斯定律來計算反應熱，并書寫熱化學反應方程式；
（2）①由于反應是氣體體積增大的反應，所以擴大容器體積，相當于減小壓強，平衡向正反應方向移動，但c（H₂）的濃度仍減小；
②由于反應是吸熱反應，所以升高溫度正逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動，壓強增大，平衡常數(shù)增大；
③催化劑對平衡移動無影響．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO （g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ?mol^-1，
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO （g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知，①×2-②可得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），
其反應熱△H=（+206.2kJ?mol^-1）×2-（+247.4kJ?mol^-1）=+165.0 kJ?mol^-1，
即熱化學方程式為CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ?mol^-1；
（2）可逆反應CO（g）+NO₂（g）?CO₂（g）+NO（g）；△H＜0，該反應中，氣體的化學計量數(shù)之和前后相等，反應放熱，則：
①由于反應是氣體體積增大的反應，所以擴大容器體積，相當于減小壓強，平衡向正反應方向移動，但c（H₂）的濃度仍減小，故答案為：正向移動；減小；
②由于反應是吸熱反應，所以升高溫度正逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動，平衡常數(shù)增大，壓強增大，
故答案為：增大；增大；正向移動；增大；增大；
③催化劑只改變反應速率，但不改變平衡移動，所以加入催化劑對平衡移動無影響，故答案為：不變．

點評：本題考查蓋斯定律、化學平衡的影響因素，題目難度不大，解答時首先分析化學方程式的特征，特別是反應前后氣體的化學計量數(shù)關系以及反應的吸、放熱問題．