Question

隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，清潔能源越來越受人們關(guān)注，
（1）甲烷是一種潔凈能源，已知：CH₄（g）+2O₂（g）═CO2（g）+2H₂O（g）；△H=-830kJ/mol，H₂O（1）=H₂O（g）；△H=+44kJ/mol，則4.8g甲烷氣體燃燒生成液態(tài)水放出熱量為：

275.4KJ

；
（2）利用甲烷與水反應(yīng)制備氫氣，因原料價(jià)廉產(chǎn)氫率高，具有實(shí)用推廣價(jià)值，該反應(yīng)：CH₄（g）+H₂0（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.1kJ/mol
①若800℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁=1.0，某時(shí)刻測得該溫度下，密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為：c（CH₄）=3.0mol/L；c（H₂O）=8.5mol，/L；c（CO）=2.0mol/L；c（H₂）：2.0mol/L，則此時(shí)正逆反應(yīng)的速率關(guān)系是：

A

（填序號）
A．V_正＞V_逆 B．V_正＜V_逆 C．V_正=V_逆 D．無法判斷
②若將溫度降至600℃時(shí)，此時(shí)平衡常數(shù)為K₂，則K₁

＞

K₂；（填“＞”，“＜”或“=”）
（3）利用MnFe₂O₄作催化劑，通過二步反應(yīng)可將水分解制得H₂，第一步反應(yīng)為：MnFe₂O4

＞1000K  .

MnFe₂O_4-x+

x

2

↑則框內(nèi)的物質(zhì)為：

O₂

；第二步反應(yīng)方程式為：

MnFe₂O_4-x+xH₂O=MnFe₂O₄+xH₂

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來和熱化學(xué)方程式的含義來計(jì)算反應(yīng)的焓變；
（2）①根據(jù)濃度冪之積和平衡常數(shù)的關(guān)系來確定移動方向；
②放熱反應(yīng)，溫度降低則平衡常數(shù)增大；
（3）根據(jù)催化劑的特點(diǎn)以及原子守恒知識來回答．

解答：解：（1）CH₄（g）+2O₂（g）═CO2（g）+2H₂O（g）；△H=-830kJ/mol，2H₂O（g）=2H₂O（l）；△H=-88kJ/mol，反應(yīng)CH₄（g）+2O₂（g）═CO2（g）+2H₂O（l）；△H=-830kJ/mol-88kJ/mol=-918KJ/mol，16g甲烷氣體燃燒生成液態(tài)水放出熱量為918kJ，則4.8g甲烷氣體燃燒生成液態(tài)水放出熱量為918KJ×

4.8

16

=275.4KJ，故答案為：275.4KJ；
（2）①各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為：c（CH₄）=3.0mol/L；c（H₂O）=8.5mol，/L；c（CO）=2.0mol/L；
c（H₂）=2.0mol/L，則Qc=

C(CO)?C(H2)3

C(CH4)?C(H2O)2

=

2.0×2．03

3.0×8．52

≈0.07＜1，所以反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故選A；
②該反應(yīng)CH₄（g）+H₂0（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.1kJ/mol為吸熱反應(yīng)，若將溫度降至600℃時(shí)，此時(shí)平衡常數(shù)降低，所以K₂＜K₁，故答案為：＞；
（3）MnFe₂O₄作催化劑，則第一步反應(yīng)消耗，第二步反應(yīng)會生成，并且會在第二步生成氫氣，根據(jù)原子守恒可以確定第一步框內(nèi)的物質(zhì)為氧氣，故答案為：O₂；MnFe₂O_4-x+xH₂O=MnFe₂O₄+xH₂．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生熱化學(xué)知識以及化學(xué)平衡移動的知識，是一道綜合知識的考查，難度較大．