Question

（1）合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：
CH₄(g)+ 2H₂O_­(g) CO₂(g)+4H_2­(g)
反应过程中能量变化如图所示，

则该反应为     反应（填“吸热”或“放热”）
若已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示：

化学键	C—H	O—H	C=O	H—H
吸收热量（kJ/mol）	a	b	c	d

则该反应吸收或放出热量为             kJ(用含a b c d字母的代数式表示)
（2）某温度下，10L密闭容器中充入2mol CH₄和3mol H₂O(g)，发生
CH₄(g)+ 2H₂O(g) CO₂(g)+4H₂ (g)反应， 反应进行到4s时CO₂的浓度为0.08mol/L，再过一段时间反应达平衡，平衡时容器的压强是起始时的1.4倍。
则 ① 前4s以H₂O(g)浓度变化表示的平均反应速率为多少？②4s时，混合气体中H₂的体积分数为多少？③ 平衡时，CH₄的浓度是多少？
（要求：写出计算过程）

Answer 1

（1）吸热；4a+4b-2c-4d
（2）

①
②

试题分析：（1）由能量转化关系图可知反应物能量低于生成物浓度，故该反应为吸热反应；对于反应CH₄(g)+ 2H₂O (g) CO₂(g)+4H₂(g)，破坏反应物中化学键需吸收能量为4a+4b，形成生成物中化学键可释放能量为2c+4d，则该反应吸收的热量为4a+4b-2c-4d；（2）利用三段式进行计算。