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

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

（1）（2分）CH4(g) + 2H2O(g) ＝ 4H2(g) + CO2(g) ΔH＝—136.5 kJ/mol
（2）（2分） 1 （2分）60 %

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氫氣是一種清潔能源，可以通過多種方法制得．
（1）工業(yè)上用水煤氣法制氫氣，有關(guān)化學(xué)方程式是：
反應(yīng)一：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H＞0
反應(yīng)二：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0
①若反應(yīng)一在t℃時達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c(CO)c(H2)
c(H2O)
c(CO)c(H2)
c(H2O)
；
②在427℃時將CO 和H2O（g）各0.01mol通入體積為2升的密閉容器中反應(yīng)，5分鐘時達(dá)到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)是9，則CO的轉(zhuǎn)化率是
75%
75%
，用CO的濃度變化表示的反應(yīng)率速v（CO）是
7.5×10-4
7.5×10-4
mol/（L?min）．
（2）利用電解飽和食鹽水也可制得氫氣，圖為電解食鹽水的示意圖：請回答：
①C1電極是
陽
陽
極（填“陰”或“陽”），C2電極的電極反應(yīng)式是
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
．
②該電解反應(yīng)的離子方程式是
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
，
（3）通過下列方法也可以得到氫氣．
已知：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJ?mol-1
1molCH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CO2（g）和H2（g）的反應(yīng)熱是
+659.8
+659.8
kJ?mol-1．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2012?濟(jì)南二模）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=+206.2kJ/mol
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4kJ/mol
甲烷和H2O（g）反應(yīng)生成H2和CO2的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ/mol
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ/mol
．
（2）工業(yè)合成氨的原理為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol．
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(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測得氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.18
0.18
mol/（L?min），該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
3.6（mol/L） -2
3.6（mol/L） -2
．
欲增大氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有
增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫
增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫
（寫一種措施即可）．
（3）圖所示裝置工作時均與H2有關(guān)．

①圖1所示裝置中陽極的電極反應(yīng)式為
MnO42--e-=MnO4-
MnO42--e-=MnO4-
．
②圖2所示裝置中，通入H2的管口是
d
d
（選填字母代號）．
③某同學(xué)按圖3所示裝置進(jìn)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(yīng)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(xué)據(jù)此得出結(jié)論：鐵與水蒸氣反應(yīng)生成FeO和H2．該結(jié)論
不嚴(yán)密
不嚴(yán)密
（填“嚴(yán)密”或“不嚴(yán)密”），你的理由是
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
（用離子方程式表示）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

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
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，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%
60%
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)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=+247.4kJ?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(yīng)生成CO2（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ?mol-1
CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0kJ?mol-1
．
（2）電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖（電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極）．電解時，陽極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，則陽極的電極反應(yīng)式為
CO（NH2）2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
CO（NH2）2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
，每消耗1mol尿素需要補(bǔ)充
2
2
mol氫氧化鉀．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點．
（1）直接熱分解法制氫．某溫度下，H2O（g）?H2（g）+
1
2
O2（g）．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c(H2)c
1
2
(O2)
c(H2O)
c(H2)c
1
2
(O2)
c(H2O)
．
（2）熱化學(xué)循環(huán)制氫．制備H2的反應(yīng)步驟如下：
①Br2（g）+CaO（s）═CaBr2（s）+
1
2
O2（g）△H=-73kJ?mol-1
②3FeBr2（s）+4H2O（g）═Fe3O4（s）+6HBr（g）+H2（g）△H=+384kJ?mol-1
③CaBr2（s）+H2O （g）═CaO（s）+2HBr（g）△H=+212kJ?mol-1
④Fe3O4（s）+8HBr（g）═Br2（g）+3FeBr2（s）+4H2O（g）△H=-274kJ?mol-1
則 H2O（g）?H2（g）+
1
2
O2（g）△H=
+249
+249
kJ?mol-1．
（3）光電化學(xué)分解制氫，其原理如圖．鈦酸鍶光電極的電極反應(yīng)為4OH--4e-═O2+2H2O，則鉑電極的電極反應(yīng)為
2H2O+2e-═H2↑+2OH-（或2H++2e-═H2↑）
2H2O+2e-═H2↑+2OH-（或2H++2e-═H2↑）
．
（4）水煤氣法制氫．
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，在850℃時，K=1．
①若升高溫度到950℃時，達(dá)到平衡時K
＜
＜
1（填“＞”、“＜”或“=”）．
②850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2 和x mol H2，若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是
x＜3
x＜3
．
（5）甲烷制氫．將1.0mol CH4和2.0mol H2O （g）通入容積為100L的反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）．測得達(dá)到平衡所需的時間為5min，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
0.003 mol?L-1?min-1
0.003 mol?L-1?min-1
．
（6）LiBH4具有非常高的儲氫能力，分解時生成氫化鋰和兩種非金屬單質(zhì)．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2LiBH4═2LiH+2B+3H2↑
2LiBH4═2LiH+2B+3H2↑
．

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