Question

氢气是一种清洁能源．用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如图所示：
（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是

CH₄（g）+2H₂O（g）=4H₂（g）+CO₂（g）△H=-136.5kJ/mol

．
（2）第II步为可逆反应．在800℃时，若CO的起始浓度为2.0mol/L，水蒸气的起始浓度为3.0mol/L，达到化学平衡状态后，测得CO₂的浓度为1.2mol/L，则此反应的平衡常数为

，CO的平衡转化率为

60%

．

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律来计算反应的焓变，根据热化学方程式的书写规律来书写热化学方程式；
（2）根据化学平衡“三行式”来计算转化率．

解答：解：（1）根据第一步反应过程可以得出：CH₄（g）+H₂O（g）=3H₂（g）+CO（g），△H=-103.3KJ/mol；
根据第二步反应过程可以得出：CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g），△H=-33.2KJ/mol；
根据盖斯定律，上下两式相加可得：CH₄（g）+2H₂O（g）=4H₂（g）+CO₂（g）△H=-136.5 kJ/mol，故答案为：CH₄（g）+2H₂O（g）=4H₂（g）+CO₂（g）△H=-136.5 kJ/mol；
（2）设CO的平衡转化量为x，
           CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g）
初始浓度：2.0    3.0       0      0
变化浓度：1.2     1.2       1.2   1.2
平衡浓度：0.8    1.8        1.2   1.2
 则CO的平衡转化率为

1.2mol/L

2.0mol/L

×100%=60%，平衡常数K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，故答案为：1；60%．

点评：本题考查学生热化学方程式的书写以及化学平衡转化率的计算知识，注意知识的积累是关键，难度不大．