Question

氫氣是一種清潔能源．用甲烷制取氫氣的兩步反應(yīng)的能量變化如圖所示：
（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

CH₄（g）+2H₂O（g）=4H₂（g）+CO₂（g）△H=-136.5kJ/mol

．
（2）第II步為可逆反應(yīng)．在800℃時(shí)，若CO的起始濃度為2.0mol/L，水蒸氣的起始濃度為3.0mol/L，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，測得CO₂的濃度為1.2mol/L，則此反應(yīng)的平衡常數(shù)為

，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

60%

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來計(jì)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；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡“三行式”來計(jì)算轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（1）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；
（2）設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化量為x，
           CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g）
初始濃度：2.0    3.0       0      0
變化濃度：1.2     1.2       1.2   1.2
平衡濃度：0.8    1.8        1.2   1.2
 則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

1.2mol/L

2.0mol/L

×100%=60%，平衡常數(shù)K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，故答案為：1；60%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生熱化學(xué)方程式的書寫以及化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算知識(shí)，注意知識(shí)的積累是關(guān)鍵，難度不大．