Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取、儲(chǔ)存一直是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

（1）工業(yè)上制取有多種方法，如：

①

②

③

甲烷和水蒸氣催化重整制高純氫時(shí)，初始反應(yīng)的生成物為和，其物質(zhì)的量之比為4：1，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________。

（2）鑭鎳合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料，向體積恒定的密閉容器中充入氫氣發(fā)生如下反應(yīng)：。的平衡轉(zhuǎn)化率與其初始充入物質(zhì)的量、反應(yīng)溫度的關(guān)系如左圖所示；一定溫度下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如右圖所示。

①左圖中初始充入量由大到小的是________。

②該反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系為________填“”“”或“”，理由是________。

③若保持溫度不變，在時(shí)刻將容器的容積壓縮至原來(lái)的一半，并在時(shí)刻達(dá)到平衡。請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出相應(yīng)的變化曲線______。

④某二次鎳氫電池放電時(shí)的工作原理如圖所示，其中隔膜為________離子交換膜填“陰”或“陽(yáng)”，負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。

（3）儲(chǔ)氫還可以借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：

。在某溫度下，向容積為2L的恒容容器中加入環(huán)己烷，平衡時(shí)體系中壓強(qiáng)為，苯的物質(zhì)的量為，則平衡常數(shù)________用含a、b、p的代數(shù)式表示；用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

Answer 1

【答案】 該可逆反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)減小 陰

【解析】

（1）依據(jù)蓋斯定律：即可解答；

（2）根據(jù)影響平衡常數(shù)的因素和圖像分析解答。

（1）依據(jù)蓋斯定律：得到目標(biāo)方程式：，則△H==，故答案為：△H=+165.0kJ/mol；

(2) ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)，溫度不變時(shí)平衡常數(shù)不變，即平衡時(shí)不變，故起始時(shí)充入的量越大，平衡轉(zhuǎn)化率越高，故投入量,答案：；

②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，而，該反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系為，故答案為：；該可逆反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)減小；

③若保持溫度不變，在時(shí)刻將容器的容積壓縮至原來(lái)的一半，壓縮容積增大壓強(qiáng)，壓縮后壓強(qiáng)變?yōu)?/span>時(shí)的2倍，并在時(shí)刻達(dá)到平衡，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故H的平衡壓強(qiáng)不變，圖像為：，故答案為答案：；

④某二次鎳氫電池放電時(shí)的工作原理如圖所示，其中隔膜為陰離子交換膜，允許從正極移動(dòng)到負(fù)極與放電產(chǎn)生的氫離子結(jié)合形成水，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：，故答案為：陰；；

（3）由題意建立如下三段式：

用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則，故答案為：。