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……… ①CH

题文

（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/molB．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+5NaOH

3Na₂FeO₂+H₂O+NH₃↑…………①；
8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O

4Na₂Fe₂O₄+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：        __________________

题型：未知 难度：其他题型

答案

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

解析

（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

据考高分专家说，试题“（1）用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。

氧化还原反应的配平

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。


再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)₂→CaS_x+Ca₂S₂O₃+H₂O
生成物CaS_x、Ca₂S₂O₃中的S_x、S₂作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
S_x  0→-2  降2×2
S₂  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H₂O、H⁺或OH^-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

1. 一般方法：从左向右配。
2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。

• 标出元素化合价变化的始态和终态
• 求升价元素或降价元素化合价的变化数
• 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
• 配平变价元素
• 用观察法配平其他元素
• 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
  如：
  
  
  

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。

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