Question

氢气是一种清洁能源，可以通过多种方法制得．（1）工业上用水煤气法制氢气，有关化学方程式是：反应一：C

氢气是一种清洁能源，可以通过多种方法制得．（1）工业上用水煤气法制氢气，有关化学方程式是：反应一：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H＞0反应二：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0①若反应一在t℃时达到化学平衡状态，则此温度下该反应的平衡常数表达式K=c(CO)c(H2)c(H2O)c(CO)c(H2)c(H2O)；②在427℃时将CO 和H2O（g）各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，则CO的转化率是______，用CO的浓度变化表示的反应率速v（CO）是______mol/（L?min）．（2）利用电解饱和食盐水也可制得氢气，图为电解食盐水的示意图：请回答：①C1电极是______极（填“阴”或“阳”），C2电极的电极反应式是______．②该电解反应的离子方程式是______，（3）通过下列方法也可以得到氢气．已知：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJ?mol-11molCH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的反应热是______kJ?mol-1．

Answer 1

（1）①C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），注意碳为固体，由反应的化学方程式可知平衡常数表达式K=

c(CO)c(H2)

c(H2O)

，
故答案为：

c(CO)c(H2)

c(H2O)

；
②在427℃时将CO 和H₂O（g）各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，设CO的转化率是x依据三段式列式得到：
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol） 0.01     0.01        0       0
变化量（mol） 0.01x    0.01x       0.01x    0.01x
平衡量（mol）0.01-0.01x  0.01-0.01x  0.01x   0.01x
K=

(0.01x)2

(0.01-0.01x)2

=9
x=0.75=75%；
用CO的浓度变化表示的反应率速v（CO）=

0.01×0.75mol 2L

5min

=7.5×10^-4 mol/L?min；
故答案为：75%；7.5×10^-4 ；
（2）①分析装置图可知，阳离子移向C₂电极为阴极，C₁为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，C₂为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：阳；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②C₁为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，C₂为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
电池反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O=

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
故答案为：2Cl^-+2H₂O=

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）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
1molCH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的反应依据盖斯定律①×2-②得到：CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8kJ?mol^-1，
反应热是+659.88kJ?mol^-，
故答案为：+659.8．