Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，又是合成氨工業(yè)的重要原料．
（1）已知：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=206.2kJmol﹣1CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=247.4kJmol﹣1
甲烷和H2O（g）反應生成H2和CO2的熱化學方程式為 ．
（2）工業(yè)合成氨的反應原理為N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1 ． 某溫度下，把10mol N2與28mol H2置于容積為10L的密閉容器內(nèi)，10min時反應達到平衡狀態(tài)，測得氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則10min內(nèi)該反應的平均速率v（H2）=molL﹣1min﹣1 ， 則該溫度下該反應的平衡常數(shù)K= ． 欲增大氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有（寫一種措施即可）．
（3）如圖所示裝置工作時均與H2有關．
①圖1所示裝置中陽極的電極反應式為
②圖2所示裝置中，通入H2的管口是（選填字母代號）．
③某同學按圖3所示裝置進行實驗，實驗結(jié)束后，將玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)冷卻后，溶于稀硫酸，充分反應后，滴加KSCN溶液，溶液不變紅，再滴入新制氯水，溶液變?yōu)榧t色．該同學據(jù)此得出結(jié)論：鐵與水蒸氣反應生成FeO和H2 ． 該結(jié)論（填“嚴密”或“不嚴密”），你的理由是（用離子方程式和必要的文字說明）．

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ/mol
（2）0.18；3.6；增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫
（3）MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；d；不嚴密；產(chǎn)物中含+3價鐵的物質(zhì)與稀硫酸反應后生成Fe3+ ， Fe3+可與過量的Fe反應生成Fe2+：2Fe3++Fe=3Fe2+
【解析】解：（1.）CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ/mol① CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4kJ/mol②
將方程式①×2﹣②得CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ/mol，
所以答案是：CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ/mol；
（2.）轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量=10mol×60%=6mol，則10min內(nèi)的平均反應速率v（N2）= =0.06mol/L．min，同一化學反應中同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以v（H2）=0.18mol/L．min；
反應達到平衡狀態(tài)時，C（N2）= =0.4mol/L，C（H2）= mol/L，
C（NH3）= =1.2mol/L，則K= =3.6（mol/L） ﹣2；
該反應是一個反應前后氣體體積減小的放熱反應，增加反應物或減小生成物的濃度或降低溫度都能使反應向正反應方向移動，所以增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫都能使該反應向正反應方向移動，
所以答案是：0.18；3.6；增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫；
（3.）①陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應式為：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣ ．
所以答案是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；
②氫氧燃料堿性電池中，氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，圖片中氫氧根離子向d電極移動，說明d電極上是氫氣，
所以答案是：d；
③鐵和水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，根據(jù)反應現(xiàn)象知，該反應中部分鐵未參加反應導致剩余的鐵和鐵離子反應生成二價鐵離子，離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+ ， 所以說不嚴密，
所以答案是：不嚴密； 產(chǎn)物中含+3價鐵的物質(zhì)與稀硫酸反應后生成Fe3+ ， Fe3+可與過量的Fe反應生成Fe2+：2Fe3++Fe=3Fe2+ ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡的計算的相關知識，掌握反應物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．