Question

（1）合成氨工業中氫氣可由天然氣和水反應制備，其主要反應為：
CH₄(g)+ 2H₂O_­(g) CO₂(g)+4H_2­(g)
反應過程中能量變化如圖所示，

則該反應為     反應（填“吸熱”或“放熱”）
若已知，破壞1mol化學鍵需要吸收的熱量如下表所示：

化學鍵	C—H	O—H	C=O	H—H
吸收熱量（kJ/mol）	a	b	c	d

則該反應吸收或放出熱量為             kJ(用含a b c d字母的代數式表示)
（2）某溫度下，10L密閉容器中充入2mol CH₄和3mol H₂O(g)，發生
CH₄(g)+ 2H₂O(g) CO₂(g)+4H₂ (g)反應， 反應進行到4s時CO₂的濃度為0.08mol/L，再過一段時間反應達平衡，平衡時容器的壓強是起始時的1.4倍。
則 ① 前4s以H₂O(g)濃度變化表示的平均反應速率為多少？②4s時，混合氣體中H₂的體積分數為多少？③ 平衡時，CH₄的濃度是多少？
（要求：寫出計算過程）

Answer 1

（1）吸熱；4a+4b-2c-4d
（2）

①
②

試題分析：（1）由能量轉化關系圖可知反應物能量低于生成物濃度，故該反應為吸熱反應；對于反應CH₄(g)+ 2H₂O (g) CO₂(g)+4H₂(g)，破壞反應物中化學鍵需吸收能量為4a+4b，形成生成物中化學鍵可釋放能量為2c+4d，則該反應吸收的熱量為4a+4b-2c-4d；（2）利用三段式進行計算。