Question

（1）用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下:

CH₄(g)+1/2O₂(g)  CO(g)+2H₂(g)；△H= －36kJ/mol……… ①

CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；△H= +216kJ/mol…………②

①下列说法正确的是      ____

A．2H₂O(l)=2H₂(g)+O₂(g) △H=+504kJ/mol

B．当反应①中υ(CH₄)_正=υ(CO)_正时，表明该反应达平衡状态

C．其它条件不变时，增大体系压强，反应①②中甲烷的转化率均增大

D．为维持恒定温度（不考虑热量损失），某反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲

烷的物质的量之比为6∶1

②某温度下，在100L反应器中充入甲烷和水蒸汽的物质的量分别为100mol和300mol时，假定只发生反应CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)。当甲烷的转化率为0.5时，此时平衡常数为   _______

（2）发蓝液是由NaNO₃、NaNO₂及NaOH配成的，在加热条件下，通过三步反应使铁表面生成一层致密的Fe₃O₄：

3Fe+NaNO₂+5NaOH3Na₂FeO₂+H₂O+NH₃↑…………①；

8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O4Na₂Fe₂O₄+3NH₃↑……②；

以及第三步生成四氧化三铁。请补充第三步反应的方程式并配平：        __________________

Answer

（1）①D     ②1.35   （2）Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH

【解析】

试题分析：（1）①A.(② -①)×2可得2H2O(g) O2(g)+2H2(g) △H= +504kJ/mol.错误.B. 对于反应①在何时刻都有υ(CH4)正=υ(CO)正，故不能表明该反应达平衡状态。错误。C．反应①②的正反应都是气体体积增大的反应。所以，其它条件不变时，增大体系压强，反应①②的平衡都是想逆反应方向移动。故二者中的甲烷的转化率均减小。错误。D．假设发生①的甲烷的物质的量为X，发生②的甲烷的物质的量为Y。为维持恒定温度（不考虑热量损失），某反应器中同时发生反应①与②时，则36X=216Y。解得X：Y=6:1. 消耗甲烷的物质的量之比为6∶1。正确。选项为：D。②化学平衡常数K={C(CO)·C3(H2)}/{C(CH4)·C(H2O)}={0.5×1.53}{0.5×2.5}=1.35.（2）第三步反应的方程式为：Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH

考点：考查热化学方程式的书写、化学平衡状态的判断及钢铁的发蓝处理原理等知识。