Question

（1）用甲烷制氫是一種廉價的制氫方法。有關的熱化學方程式如下:

CH₄(g)+1/2O₂(g)  CO(g)+2H₂(g)；△H= －36kJ/mol……… ①

CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；△H= +216kJ/mol…………②

①下列說法正確的是      ____

A．2H₂O(l)=2H₂(g)+O₂(g) △H=+504kJ/mol

B．當反應①中υ(CH₄)_正=υ(CO)_正時，表明該反應達平衡狀態

C．其它條件不變時，增大體系壓強，反應①②中甲烷的轉化率均增大

D．為維持恒定溫度（不考慮熱量損失），某反應器中同時發生反應①與②時，消耗甲

烷的物質的量之比為6∶1

②某溫度下，在100L反應器中充入甲烷和水蒸汽的物質的量分別為100mol和300mol時，假定只發生反應CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)。當甲烷的轉化率為0.5時，此時平衡常數為   _______

（2）發藍液是由NaNO₃、NaNO₂及NaOH配成的，在加熱條件下，通過三步反應使鐵表面生成一層致密的Fe₃O₄：

3Fe+NaNO₂+5NaOH3Na₂FeO₂+H₂O+NH₃↑…………①；

8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O4Na₂Fe₂O₄+3NH₃↑……②；

以及第三步生成四氧化三鐵。請補充第三步反應的方程式并配平：        __________________

 

Answer 1

【答案】

（1）①D     ②1.35   （2）Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂O=Fe₃O₄↓+4NaOH

【解析】

試題分析：（1）①A.(② -①)×2可得2H₂O(g) O₂(g)+2H₂(g) △H= +504kJ/mol.錯誤.B. 對于反應①在何時刻都有υ(CH₄)_正=υ(CO)_正，故不能表明該反應達平衡狀態。錯誤。C．反應①②的正反應都是氣體體積增大的反應。所以，其它條件不變時，增大體系壓強，反應①②的平衡都是想逆反應方向移動。故二者中的甲烷的轉化率均減小。錯誤。D．假設發生①的甲烷的物質的量為X，發生②的甲烷的物質的量為Y。為維持恒定溫度（不考慮熱量損失），某反應器中同時發生反應①與②時，則36X=216Y。解得X：Y=6:1. 消耗甲烷的物質的量之比為6∶1。正確。選項為：D。②化學平衡常數K={C(CO)·C³(H₂)}/{C(CH₄)·C(H₂O)}={0.5×1.5³}{0.5×2.5}=1.35.（2）第三步反應的方程式為：Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂O=Fe₃O₄↓+4NaOH

考點：考查熱化學方程式的書寫、化學平衡狀態的判斷及鋼鐵的發藍處理原理等知識。