Question

氢气是一种清洁能源，氢气的制取、储存一直是氢能源利用领域的研究热点。

（1）工业上制取有多种方法，如：

①

②

③

甲烷和水蒸气催化重整制高纯氢时，初始反应的生成物为和，其物质的量之比为4：1，则该反应的热化学方程式为________。

（2）镧镍合金是一种良好的储氢材料，向体积恒定的密闭容器中充入氢气发生如下反应：。的平衡转化率与其初始充入物质的量、反应温度的关系如左图所示；一定温度下，容器内的压强随时间的变化关系如右图所示。

①左图中初始充入量由大到小的是________。

②该反应平衡常数的大小关系为________填“”“”或“”，理由是________。

③若保持温度不变，在时刻将容器的容积压缩至原来的一半，并在时刻达到平衡。请在右图中画出相应的变化曲线______。

④某二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示，其中隔膜为________离子交换膜填“阴”或“阳”，负极的电极反应式为________。

（3）储氢还可以借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

。在某温度下，向容积为2L的恒容容器中加入环己烷，平衡时体系中压强为，苯的物质的量为，则平衡常数________用含a、b、p的代数式表示；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数

Answer

  该可逆反应正反应为放热反应，升高温度平衡常数减小 阴

【解析】

（1）依据盖斯定律：即可解答；

（2）根据影响平衡常数的因素和图像分析解答。

（1）依据盖斯定律：得到目标方程式：，则△H==，故答案为：△H=+165.0kJ/mol；

(2) ①该反应的平衡常数，温度不变时平衡常数不变，即平衡时不变，故起始时充入的量越大，平衡转化率越高，故投入量,答案：；

②该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，而，该反应平衡常数的大小关系为，故答案为：；该可逆反应正反应为放热反应，升高温度平衡常数减小；

③若保持温度不变，在时刻将容器的容积压缩至原来的一半，压缩容积增大压强，压缩后压强变为时的2倍，并在时刻达到平衡，温度不变，平衡常数不变，故H的平衡压强不变，图像为：，故答案为答案：；

④某二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示，其中隔膜为阴离子交换膜，允许从正极移动到负极与放电产生的氢离子结合形成水，负极的电极反应式为：，故答案为：阴；；

（3）由题意建立如下三段式：

用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数，则，故答案为：。