Question

氢气是一种清洁能源，又是合成氨工业的重要原料．（1）已知：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=206

氢气是一种清洁能源，又是合成氨工业的重要原料．（1）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；甲烷和H2O（g）反应生成H2和CO2的热化学方程式为______．（2）工业合成氨的反应原理为：N2（g）+3H2（g）f 2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1．某温度下，把10mol N2与28mol H2置于容积为10L的密闭容器内，10min时反应达到平衡状态，测得氮气的平衡转化率为60%，则10min内该反应的平均速率v（H2）=______mol?L-1?min-1，则该温度下该反应的平衡常数K=______．欲增大氮气的平衡转化率，可采取的措施有______（写一种措施即可）．（3）如图所示装置工作时均与H2有关．①图1所示装置中阳极的电极反应式为______．②图2所示装置中，通入H2的管口是______（选填字母代号）．

Answer 1

（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
结合盖斯定律①×2-②得到CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为：CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8kJ?mol^-1．
（2）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始浓度：1        2.8      0
变化浓度：0.6       1.8      1.2
平衡浓度：0.4      1.0        1.2
则10min内该反应的平均速率v（H₂）=

1.8mol/L

10min

=0.18mol/（L?min），K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

1．22

0.4×1．03

=3.6，欲增大氮气的平衡转化率，可以增加氢气的物质的量，或是降低温度等，
故答案为：0.18；3.6；增加氢气的物质的量（降低温度）．
（3）①阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-．
故答案为：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；
②氢氧燃料碱性电池中，氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，图片中氢氧根离子向d电极移动，说明d电极上是氢气．
故答案为：d．