组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 化学反应热的计算 > 盖斯定律及其有关计算 > 盖斯定律与热化学方程式
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:81 题号:10052244
氢气是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:
(1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图所示(空气中N2和O2的物质的量之比为4:1)。上述过程中,膜I侧所得气体的物质的量之比为n(H2):n(N2)=3:1,则氧化作用的物质为_______________,膜Ⅱ侧发生的电极反应式为_________________

(2)用CO和H2合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ/mol
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ/mol
则△H1=________________
(3)向体积可变的密闭容器中充入1molCO和2.2molH2,在恒温恒压条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时,CO的转化率α(CO)随温度、压强的变化情况如图1所示。

①压强p1_____(填“>”、“<”或“=”)p2;M点时,该反应的平衡常数Kp______(用平衡分压表示,分压=总压×物质的量分数)
②不同温度下,该反应的平衡常数的对数值lgK如图2,其中A点为506K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是_____________
(4)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),实验测得反应速率的表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)。
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号c(H2)/(mol·L-1c(NO)/(mol·L-1v/(mol·L-1·min-1
10.100.100.414
20.100.201.656
30.500.102.070

由表中数据可知,m=_______,n=_______
②上述反应分两步进行:ⅰ2NO(g)+2H2(g)N2(g)+H2O2(l)(慢反应)
ⅱH2O2(l)+H2(g)2H2O(l)(快反应)。下列说法正确的是_______
A. H2O2是该反应的催化剂                 B. 总反应速率由反应ⅱ的速率决定
C. 反应ⅰ的活化能较高                      D.反应ⅰ中NO和H2的碰撞仅部分有效

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【推荐1】科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用, CO2可用来合成低碳烃。
(1)已知:①4H2(g)+ 2O2(g)=4H2O(g) △H=-967.2kJ/mol。
②CH4(g)+ 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ/mol。
则CO2(g) +4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) ΔH=_______kJ/mol
(2)在体积为1L的密闭刚性容器中,充入4mol H2和1mol CO2,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。

①已知M点总压为1MPa,该反应在此温度下的平衡常数Kp=_______MPa-2.(Kp是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数。)
②欲增加二氧化碳的平衡转化率,可采取的措施有_______
A.通入惰性气体        B.提高温度        C.增加二氧化碳浓度          D.增加氢气浓度
③下列说法正确的是_______
A.当压强或不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
B.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃ 时CO2的平衡转化率可能位于点M1
C.图1中M点时,甲烷的体积分数为12.5%
D.平衡常数大小:KN>KM
(3)新型高效的甲烷燃料电池工作时总反应式:CH4+2O2=CO2+2H2O。

①该电池的负极是_______(填a或b),
②负极电极反应式为_______
2022-08-24更新 | 91次组卷
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【推荐2】当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如表:
物质(石墨,s)
燃烧热△H(KJ/mol)abc
则25℃时(石墨,s)生成的热化学方程式为_______
(2)一氧化碳与氢气的反应历程如图,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

①该反应历程中控速步骤的能垒为_______eV。
②写出虚线框内发生的化学反应方程式_______
(3)105℃时,将足量的某碳酸氢盐()固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:。上述反应达平衡时体系的总压为,以分压表示的平衡常数_______(注:分压=总压×物质的量分数);保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的,再加入足量,欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于的初始压强应大于_______
(4)我国科学家研究电池,取得了重大科研成果,回答下列问题:
电池中,为单质锂片,则该电池中的_______(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明,该电池总反应式为:,且电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行,写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.;Ⅱ.;Ⅲ._______;Ⅳ.
2022-04-04更新 | 103次组卷
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【推荐3】完成下列问题
(1)甲烷临氧耦合CO,重整反应有:
①2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) =-71.4J·mol-1
②CH4(g)+CO2(g) 2CO+2H2(g) = +247.0kJ·mol-1
则CO的燃烧热△H=_______
(2)在两个体积均为2L的恒容密闭容器中,起始时按表中相应的量加入物质,在相同温度下进行反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO+2H2(g),CO2的平衡转化率如表所示。
容器起始物质的量/molCO2的平衡转化率
CH4CO2COH2
440050%
4444
①下列条件能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A. v(CH4) = 2v( CO)
B.容器内各物质的浓度满足16c( CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
C.容器内混合气体的平均分子量不再变化
D.容器内混合气体密度不再变化
②达到平衡时,容器II内CO2的平衡转化率_______50% (填“>”“=”或“<”)。
(3)CO2也可通过催化加氢合成乙醇,其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) <0。设m为起始时的投料比,即m=。通过实验得到图象:

①图甲中投料比相同,温度从低到高的顺序为_______
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③图丙表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,该反应压强平衡常数Kp的计算式为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数,代入数据,不用计算)。
(4)将标准状况下的CO2 4.48L通入0.3mo/L、1L NaOH溶液中恰好完全反应,所得溶液中的离子浓度大小关系为_______
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