题目内容
氢气是一种清洁能源，可以通过多种方法制得．（1）工业上用水煤气法制氢气，有关化学方程式是：
反应一：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H＞0
反应二：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0
①若反应一在t℃时达到化学平衡状态，则此温度下该反应的平衡常数表达式K=
| c(CO)c(H2) |
| c(H2O) |
| c(CO)c(H2) |
| c(H2O) |
②在427℃时将CO 和H2O（g）各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，则CO的转化率是
75%
75%
，用CO的浓度变化表示的反应率速v（CO）是7.5×10-4
7.5×10-4
mol/（L?min）．（2）利用电解饱和食盐水也可制得氢气，图为电解食盐水的示意图：请回答：
①C1电极是
阳
阳
极（填“阴”或“阳”），C2电极的电极反应式是2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
．②该电解反应的离子方程式是
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
，（3）通过下列方法也可以得到氢气．
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）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的反应热是
+659.8
+659.8
kJ?mol-1．分析：（1）①依据化学方程式和平衡常数概念分析判断；
②依据化学平衡三段式列式计算，结合转化率、反应速率概念计算得到；
（2）①分析装置图可知C1为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，C2为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气；
②依据电解原理分析判断反应产物，电解饱和食盐水是氯化钠和水反应生成氯气和氢气和氢氧化钠；
（3）阳极热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式分析判断．
②依据化学平衡三段式列式计算，结合转化率、反应速率概念计算得到；
（2）①分析装置图可知C1为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，C2为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气；
②依据电解原理分析判断反应产物，电解饱和食盐水是氯化钠和水反应生成氯气和氢气和氢氧化钠；
（3）阳极热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式分析判断．
解答：解：（1）①C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g），注意碳为固体，由反应的化学方程式可知平衡常数表达式K=
，
故答案为：
；
②在427℃时将CO 和H2O（g）各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，设CO的转化率是x依据三段式列式得到：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 0.01 0.01 0 0
变化量（mol） 0.01x 0.01x 0.01x 0.01x
平衡量（mol）0.01-0.01x 0.01-0.01x 0.01x 0.01x
K=
=9
x=0.75=75%；
用CO的浓度变化表示的反应率速v（CO）=
=7.5×10-4 mol/L?min；
故答案为：75%；7.5×10-4 ；
（2）①分析装置图可知，阳离子移向C2电极为阴极，C1为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，C2为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：阳；2H++2e-=H2↑；
②C1为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，C2为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑；
电池反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O=
Cl2↑+H2↑+2OH-；
故答案为：2Cl-+2H2O=
Cl2↑+H2↑+2OH-；
（3）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1
②CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJ?mol-1
1molCH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的反应依据盖斯定律①×2-②得到：CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+659.8kJ?mol-1，
反应热是+659.88kJ?mol-，
故答案为：+659.8．
| c(CO)c(H2) |
| c(H2O) |
故答案为：
| c(CO)c(H2) |
| c(H2O) |
②在427℃时将CO 和H2O（g）各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，设CO的转化率是x依据三段式列式得到：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 0.01 0.01 0 0
变化量（mol） 0.01x 0.01x 0.01x 0.01x
平衡量（mol）0.01-0.01x 0.01-0.01x 0.01x 0.01x
K=
| (0.01x)2 |
| (0.01-0.01x)2 |
x=0.75=75%；
用CO的浓度变化表示的反应率速v（CO）=
| ||
| 5min |
故答案为：75%；7.5×10-4 ；
（2）①分析装置图可知，阳离子移向C2电极为阴极，C1为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，C2为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：阳；2H++2e-=H2↑；
②C1为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，C2为阴极溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑；
电池反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O=
| ||
故答案为：2Cl-+2H2O=
| ||
（3）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1
②CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=-247.4kJ?mol-1
1molCH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的反应依据盖斯定律①×2-②得到：CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+659.8kJ?mol-1，
反应热是+659.88kJ?mol-，
故答案为：+659.8．
点评：本题考查了化学平衡的计算中平衡常数、转化率、反应速率概念计算应用，电解原理分析，电极反应判断，热化学方程式和盖斯定律的计算应用，题目难度中等．
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