Question

【題目】甲烷重整可以獲得CO、H2等重要化工原料，相關(guān)反應(yīng)原理如下： ①CH4（g）+ O2（g）CO（g）+2H2（g）△H=﹣36kJ/mol
②CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ/mol
③CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）△H=+247kJ/mol副反應(yīng)
④CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O （g）△H=﹣889.6kJ/mol

（1）反應(yīng)CO2 （g）+H2（g）CO （g）+H2O（g）△H= ．
（2）某溫度下，向體積為1L的密閉容器中充入1molCH4和1molCO2 ， 只發(fā)生反應(yīng)③，測得CH4（g）和CO（g）的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖（1）所示．計(jì)算0～5小時(shí)H2的平均反應(yīng)速率 ， 該溫度下的平衡常數(shù)為（保留兩位有效數(shù)字），若再往容器中充0.4molCH4和0.2molCO，其它條件不變，則平衡向方向移動(dòng)．
（3）研究人員研究混合氣體比例對重整氣CO和H2含量影響，在初始溫度為973K時(shí)，n（O2）/n（H2O）按不同比例投入不同反應(yīng)容器（絕熱）重整相同的時(shí)間，重整的數(shù)據(jù)如圖（2）：從圖可知，重整氣CO的含量隨 增大而增大，其主要原因是 ．
（4）甲烷重整可選氧化物NiO﹣Al2O3作為催化劑．工業(yè)上常用Ni（NO3）2、Al（NO3）3混合液加入氨水調(diào)節(jié)pH=12（常溫），然后將濁液高壓恒溫放置及煅燒等操作制備．加入氨水調(diào)節(jié)pH=12時(shí)，c（Ni2+）為 ． 已知：Ksp[Ni（OH）2]=5×10﹣16 ．

Answer 1

【答案】
（1）41kJ/mol
（2）0.12mol/（L?h）；1.1（mol/L）2；正
（3）反應(yīng)②③是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①④是放熱反應(yīng)，增加n（O2）/n（H2O），①④將向正方向移動(dòng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量促使反應(yīng)②③向正方向移動(dòng)
（4）5×10﹣12mol/L
【解析】解：（1）已知①CH4（g）+ O2（g）CO（g）+2H2（g）△H=﹣36kJ/mol②CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ/mol③CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）△H=+247kJ/mol副反應(yīng)④CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O （g）△H=﹣889.6kJ/mol據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)[（①﹣②）×4+（③﹣④）]÷2得 =41KJ/mol，所以答案是：41kJ/mol；（2）0～5小時(shí)時(shí)CO的濃度從0變化到0.60mol/L，據(jù)化學(xué)方程式可知，氫氣的反應(yīng)速率v（H2）= =0.12mol/（Lh）；
平衡時(shí)濃度[CO]=[H2]=0.8mol/L，[CO2]=[CH4]=0.60mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K= = =1.1；再往容器中充0.4molCH4和0.2molCO，容器體積為1L，Qc= =1.07＜1.1，平衡正向移動(dòng)，所以答案是：0.12mol/（Lh）；1.1（mol/L）2；正；（3）反應(yīng)①CH4（g）+ O2（g）CO（g）+2H2（g）△H=﹣36kJ/mol
②CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ/mol
③CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）△H=+247kJ/mol副反應(yīng)
④CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O （g）△H=﹣889.6kJ/mol
中，反應(yīng)②③是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①④是放熱反應(yīng)，增加n（O2）/n（H2O），①④將向正方向移動(dòng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量促使反應(yīng)②③向正方向移動(dòng)，
所以答案是：反應(yīng)②③是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①④是放熱反應(yīng)，增加n（O2）/n（H2O），①④將向正方向移動(dòng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量促使反應(yīng)②③向正方向移動(dòng)；（4）pH=12，c（OH﹣）=0.01mol/L，Ksp[Ni（OH）2]=5×10﹣16 ， c（Ni2+）= =5×10﹣12mol/L，所以答案是：5×10﹣12mol/L．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解反應(yīng)熱和焓變的相關(guān)知識(shí)，掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱，以及對化學(xué)平衡的計(jì)算的理解，了解反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．