Question

氫氣是一種清潔、高效的新型能源．
I．用甲烷制取氫氣的反應(yīng)分為兩步，其能量變化如圖所示：

（1）甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是

 

．
Ⅱ．在容積為1L的密閉容器內(nèi)，加入0.1molCO和0.1molH₂O，在催化劑存在的條件下高溫加熱使其反應(yīng)．測得CO₂的濃度隨時間變化的圖象如圖：
（2）在該溫度下，從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，CO的平均反應(yīng)速率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,反應(yīng)速率的定量表示方法

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：Ⅰ、（1）據(jù)圖寫出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)蓋斯定律來計算反應(yīng)的焓變，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)律來書寫熱化學(xué)方程式；
Ⅱ（2）根據(jù)v=

△c

△t

計算二氧化碳的平均反應(yīng)速率，再結(jié)合同一時間段內(nèi)同一可逆反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算一氧化碳的平均反應(yīng)速率；

解答： 解：Ⅰ、（1）分析圖象可知，根據(jù)第一步反應(yīng)過程可以得出：CH₄（g）+H₂O（g）=3H₂（g）+CO（g），△H=-103.3kJ/mol；
根據(jù)第二步反應(yīng)過程可以得出：CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g），△H=-33.2kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律，上下兩式相加可得：CH₄（g）+2H₂O（g）=4H₂（g）+CO₂（g）△H=-136.5 kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）=4H₂（g）+CO₂（g）△H=-136.5 kJ/mol；
Ⅱ、（2）根據(jù)第二步反應(yīng)過程可以得出：CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g），△H=-33.2kJ?mol^-1；v（CO₂）=

△c

△t

=

0.03mol/L

10min

=0.003mol/（L．min），根據(jù)同一時間段內(nèi)同一可逆反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算一氧化碳的平均反應(yīng)速率，所以v（CO）=v（CO₂）=0.003mol/（L．min），
故答案為：0.003 mol?L^-1?min^-1．

點(diǎn)評：本題考查熱化學(xué)方程式書寫方法，反應(yīng)速率的計算，概念理解和圖象分析是解答的關(guān)鍵，題目難度較簡單．