Question

（11分）(1)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)    △H＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)       △H＝+247.4 kJ·mol^－1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的热化学方程式为______________________________;
(2)在体积不变的密闭容器中进行（1）反应，达到平衡后（填“正向移动”、“逆向移动”、“增大”、“减小”或“不变”）：
①扩大容器体积，平衡___________，c(H₂)____________(与原平衡相比);
②升高温度，正反应速率________ ，逆反应速率___________;
体系的压强__________，平衡___________，平衡常数_____________;
③加入催化剂，H₂的物质的量___________________。

Answer 1

（11分）(1)CH₄(g) + 2H₂O (g) = CO₂(g) + 4H₂(g)   ΔH=+165.0kJ·mol^－1
(2)正向移动；减小②增大，增大;增大，正向移动，增大   ③不变。

（1）考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知①×2－②即得到CH₄(g) + 2H₂O (g) = CO₂(g) + 4H₂(g) ，所以反应热是+206.2kJ·mol^－1×2－247.4 kJ·mol^－1＝＋165.0kJ·mol^－1。
（2）反应是体积增大的、吸热的可逆反应，所以增大容积，压强降低，平衡正向移动，但氢气的浓度仍然是减小的；升高温度，反应速率都是增大的，平衡正向移动，所以平衡常数增大。温度升高，压强增大；催化剂只能改变反应速率，但不能影响平衡状态，所以氢气的物质的量不变。