Question

(1)甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下：

； ①

；②

①下列说法正确的是 ______。

A.

B.当反应①中时，表明该反应达平衡状态

C.其它条件不变时，增大体系压强，反应①②中甲烷的转化率均增大

D.为维持恒定温度不考虑热量损失，某反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲烷的物质的量之比为6：1

②某温度下，在100L反应器中充入甲烷和水蒸汽的物质的量分别为100mol和300mol时，假定只发生反应当甲烷的转化率为时，此时平衡常数为 ______。

(2)蓝液是由、及NaOH配成的，在加热条件下，通过三步反应使铁表面生成一层致密的：

   ①

    ②

以及第三步生成四氧化三铁，请补充第三步反应的方程式并配平： ______。

①为了使铝表面形成较厚的氧化膜，工业上常用电解硫酸溶液的方法，在阳极上生成氧化铝，写出此时阳极的电极反应： ______。

②将固体草酸锰放在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度的变化关系如图所示质量单位为：则时，剩余固体的成分为 ______（填化学式）；在时，剩余固体的成分为 ______（填化学式）。

Answer

D MnO

【解析】

(1)①已知：

； ①

；②

A．由反应②-①可计算H2O(g)=H2(g)+O2(g)的△H=+252kJ•mol-1，则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+504kJ•mol-1，气态水的能量比液态水能量高，故A错误；

B．当反应①中υ(CH4)正=υ(CO)正时，依据速率之比等于化学方程式计量数之比，均是正反应速率之比，不能表明该反应达平衡状态，故B错误；

C．反应均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，所以反应①②中甲烷的转化率均减小，故C错误；

D．维持恒定温度，吸收与放出的热量相等，则反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲烷的物质的量之比为=6：1，故D正确；

故答案为D；

②结合题意，列“三段式”：

K==1.35；

(2)由①②及生成四氧化三铁可知，Na2FeO2、Na2Fe2O4发生反应，该反应为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O＝Fe3O4↓+4NaOH；

①在阳极上生成Al失去电子生成氧化铝，阳极电极反应为3H2O+2Al-6e-=Al2O3+6H+；

②设生成MnC2O4的质量为x，

，解得x≈0.8g，则214℃时，结合图表，结晶水已全部失去，剩余固体的成分为MnC2O4；280℃时，由固体质量在减小，则草酸锰分解生成的锰的氧化物，可能是MnO或MnO2，根据锰元素守恒，

，解得M=71，则280℃时分解完全，剩余固体的成分为MnO。