17.(10分)氢气是一种清洁能源。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
(2)第II步为可逆反应。在800℃时,若CO起始浓度为2.0 mol·L-1,水蒸气起始浓度为3.0 mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol·L-1,则此反应的平衡常数为 ,随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是 (填"增大"或"减小"或"不变")。
(3)在恒温恒容密闭容器中进行的第II步反应,下列说法中能表示达到平衡状态的是______(填序号)。
a. 四种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
b. 单位时间内断开a mol H-H键的同时断开2a mol O-H键
c. 反应容器中放出的热量不再变化
d. 混合气体的密度不再发生变化
e. 混合气体的压强不再发生变化
(4)某温度下,第II步反应的平衡常数为K=1/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。
起始浓度 甲 乙 丙 c(H2O)/ mol/L 0.010 0.020 0.020 c(CO)/ mol/L 0.010 0.010 0.020 A. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B. 平衡时,甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C. 平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.015 mol·L-1
D. 平衡时,乙中H2O的转化率大于25%
18.(6分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为: