Question

（11分）(1)氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)    △H＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)       △H＝+247.4 kJ·mol^－1
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH₄(g)與H₂O(g)反應生成CO₂(g)和H₂(g)的熱化學方程式為______________________________;
(2)在體積不變的密閉容器中進行（1）反應，達到平衡后（填“正向移動”、“逆向移動”、“增大”、“減小”或“不變”）：
①擴大容器體積，平衡___________，c(H₂)____________(與原平衡相比);
②升高溫度，正反應速率________ ，逆反應速率___________;
體系的壓強__________，平衡___________，平衡常數(shù)_____________;
③加入催化劑，H₂的物質的量___________________。

Answer 1

（11分）(1)CH₄(g) + 2H₂O (g) = CO₂(g) + 4H₂(g)   ΔH=+165.0kJ·mol^－1
(2)正向移動；減�、谠龃�，增大;增大，正向移動，增大   ③不變。

（1）考查蓋斯定律的應用。根據(jù)已知反應可知①×2－②即得到CH₄(g) + 2H₂O (g) = CO₂(g) + 4H₂(g) ，所以反應熱是+206.2kJ·mol^－1×2－247.4 kJ·mol^－1＝＋165.0kJ·mol^－1。
（2）反應是體積增大的、吸熱的可逆反應，所以增大容積，壓強降低，平衡正向移動，但氫氣的濃度仍然是減小的；升高溫度，反應速率都是增大的，平衡正向移動，所以平衡常數(shù)增大。溫度升高，壓強增大；催化劑只能改變反應速率，但不能影響平衡狀態(tài)，所以氫氣的物質的量不變。