Question

利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价产氢率高，具有实用推广价值。

已知：①CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)ΔH＝＋206.2kJ·mol^-1

②CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＝－42.3kJ·mol^-1

（1）甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为___________________。

（2）为了探究反应条件对反应CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)ΔH＝－42.3kJ·mol^-1

的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图3所示

编号	温度	压强	c始(CO)	c始(H2O)
Ⅰ	530℃	3MPa	1.0mol·L^-1	3.0mol·L^-1
Ⅱ	X	Y	1.0mol·L^-1	3.0mol·L^-1
Ⅲ	630℃	5MPa	1.0mol·L^-1	3.0mol·L^-1

①请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件：X＝______℃，Y＝______MPa。

②实验Ⅲ从开始至平衡，其平均反应速度率v(CO)＝___________mol·L^-1·min^-1。

③实验Ⅱ达平衡时CO的转化率________实验Ⅲ达平衡时CO的转化率（填“大于”、“小于”或“等于”）。

④在530℃时，平衡常数K=1，若往1L容器中投入0.2molCO(g)、0.2molH₂O(g)、0.1molCO₂(g) 、0.1 mol H₂(g)，此时化学反应将_________（填“正向”、“逆向”或“不”） 移动。

Answer

（1）CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋163.9kJ·mol-1

（2）①530 5②0.12③大于④正向

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，上下两式相加可得：CH4（g）+2H2O（g）=4H2（g）+CO2（g）△H=+163.9 kJ/mol；（2）①由图表可知，曲线II和曲线I相比，平衡不移动，只是缩短了反应达平衡的时间，故II和I不同的条件为压强，且为增大压强，故Y为5MPa，两者的温度应相同，故X为530℃；②由图象可知，CO的平衡浓度为0.4mol/L，即可知△c（CO）=0.6mol/L，根据反应速率的公式V（CO）==0.12mol•L-1•min-1；③CO的平衡浓度越大，则其平衡转化率越低，故实验Ⅱ达平衡时CO的转化率大于实验Ⅲ达平衡时CO的转化率；④若往1L容器中投入0.2mol CO（g）、0.2mol H2O（g）、1mol CO2（g）、0.1mol H2（g），则此时反应的浓度商Qc==2.5＞K，则此时反应应向逆反应方向移动。

【考点定位】考查盖斯定律的应用、影响化学反应速率和化学平衡的因素以及化学平衡常数的计算。

【名师点晴】有关盖斯定律的习题，首先要根据所求的反应分析，分析以下几点：1、所求反应中的反应物在哪个反应了？是反应物还是生成物？2、所给反应中哪些物质是所求反应中没有的？3、如何才能去掉无用的？然后，通过相互加减，去掉无关物质．将所对应的△H代入上述化学方程式的加减中就可以了。