题目内容

甲烷在高温下与水蒸气反应，反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)．部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1 mol　H2O(g)转变为1 mol　H2O(l)时放出44.0 kJ热量．写出CH4和H2O(g)在高温下反应的热化学方程式________．

答案：
解析：

CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.1kJ·mol


练习册系列答案
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科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法．曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3，反应的化学方程式如下：N2（g）+3H2O（l）?2NH3（g）+O2（g）．回答下列问题：
（1）进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h），则该反应的正反应为
吸热
吸热
反应（填“吸热”或“放热”）
T/K 303 313 323
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢．请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：
升高温度、增大N2的浓度
升高温度、增大N2的浓度
．
（3）合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得．甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物质的燃烧热数据如下：
H2（g）：△H=-285.8kJ?mol-1；
CO（g）：△H=-283.0kJ?mol-1；
CH4（g）：△H=-890.3kJ?mol-1．
已知1mol H2O（g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量．写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1 kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1 kJ?mol-1
．
（4）有人设想寻求适合的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl--NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池，请写出该电极的正极反应式
N2+8H++6e-=2NH4+
N2+8H++6e-=2NH4+
．
（5）生成的NH3可用于制铵态氮肥，如（NH4）2SO4、NH4Cl，这些肥料显
酸
酸
性，原因是（用离子方程式表示）
NH4++H2ONH3H2O+H+
NH4++H2ONH3H2O+H+
，使用时避免与
碱性
碱性
物质合施．
合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响．合成氨反应的化学方程式为：N2（g）+3H2（g）3NH3（g）△H=-92.2kJ/mol．合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得．我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂-铁触媒，温度-400～500℃，压强-30～50MPa．
回答下列问题：
（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是
加压有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率
加压有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率
．从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是
增加反应速率，缩短达到平衡的时间
增加反应速率，缩短达到平衡的时间
．
（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x．则K和x的关系满足K=
4xV2
27n2(1-x)4
4xV2
27n2(1-x)4
．
（3）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物质的燃烧热数据如下表：
物  质 燃烧热（kJ?mol-1）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量．写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
．
（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．请写出该电池的正极反应式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
．
运用所学的化学反应原理研究化学反应很有意义．请回答下列问题：
（1）合成氨原料中的H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得．部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的△H数据如下表：
物质 △H（kJ/mol）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）转变为1molH2O（l）时放热44.0kJ．写出CH4和水蒸气在高温下反应得到CO和H2的热化学方程式
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ/mol
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ/mol
．
（2）500°C、50Mpa时，在容积为VL的定容容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达到平衡后N2的转化率为a．则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为
4n
4n-2na
4n
4n-2na
．
（3）若把标准状况下4.48L氨气通入到100g19.6%的硫酸溶液中，所得溶液中的溶质是
NH4HSO4
NH4HSO4
，溶液中离子浓度从大到小的顺序是
c（H+）＞c（SO42-）＞c（NH+4）＞c（OH-）
c（H+）＞c（SO42-）＞c（NH+4）＞c（OH-）
．
（4）某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．有沉淀析出的是
b
b
点（填字母）．a点对应的Ksp
等于
等于
c点对应的Ksp （填大于、等于或小于）
（5）以磷酸亚铁锂（LiFePO4）为电极材料的新型锂离子电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车．该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为
FePO4+Li++e-═LiFePO4
FePO4+Li++e-═LiFePO4
．
合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响．合成氨反应的化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2（（（NH3（g）△H=-92.2kJ/mol．合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得．

（1）在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体，发生上述反应．在某温度下达到平衡时各物质的浓度分别为c（H2）=9.00mol/L，c（N2）=3.00mol/L，c（NH3）=4.00mol/L，此温度下该反应的平衡常数为
7.32×10-3
7.32×10-3
．
（2）三个相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间的变化如图所示．下列说法正确的是
D
D
（填序号）．
A．图I可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P1＞P2
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2
D．图Ⅱ一定是在同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂效果1＞2
（3）将水蒸气通过红热的炭即产生水蒸气，化学方程式为：C（s）+H2O（g） H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ，△S=+133.7J/K该反应在低温下能否自发
否
否
（填：能或否）．
（4）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物质的燃烧热数据如下表：
物  质 燃烧热（kJ?mol-1）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量．写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
．
（5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．请写出该电池的正极反应式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
．
合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响．合成氨反应的化学方程式为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol．合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得．我国合成氨工业目前的生产条件为：
催化剂-铁触媒，温度-400～500℃，压强-30～50MPa．
回答下列问题：
（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是
 
．从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是
 
．
（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x．则K和x的关系满足K=
 
．
（3）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．请写出该电池的正极反应式
 
．
（4）已知H2（g）、CO（g）、CH4（g）三种物质的燃烧热分别是-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1、
-890.3kJ?mol-1，1mol H2O（g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量．甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．那么该反应的反应热△H
 
 0 （填＞、=或＜）．

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