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:0.4 引用次数:488 题号:10380942
以CH4、CO2为原料合成乙酸,是综合开发温室气体资源的新方向。
I.CH4.CO2催化重整间接制乙酸
CH4、CO2催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应l:CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)△H
反应2:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H=-90.9kJ·mol1
反应3:CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(g)H=-118.2kJ·mol1
(1)已知:CH4(g)+CO2(g) CH3COOH(g)H=+37.9kJ·mol1则“反应l”的H=_________
(2)“反应1”的化学反应速率v=k[]m·[]n,k为速率常数。1123K和1173K时,分别保持不变,测得速率v的关系如图所示:

①由图可知,下列叙述正确的是_________(填标号)。
A.当10kPa≤≤25kPa时,m=l
B.其他条件不变,增大,速率v不一定增大
C.a、b、c三点速率常数的大小关系为:ka>kb>kc
②若初始时按n(CH4):n(CO2)=1:1进气,且Kb=1.3×102mol·g1·s1·Kpa2,则b点的化学反应速率v=_________mol·g1·s1
(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入等物质的量的CH4(g)和CO2(g),发生“反应1”。在923K和1173K时,CH4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。

923K时,CH4(g)的平衡转化率α=_________,若平衡时体系的总压强为p0,平衡常数K923K=____(用含有p0的代数式表示)。
II.CH4、CO2两步法制乙酸
(4)反应CH4(g)+CO2(g)CH3COOH(g)不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在较温和的条件下实现上述转化,具体过程:

①第二步反应的化学方程式为_________
②为增大CH3COOH的平衡产率,从温度角度考虑,第一步反应在高温下进行,第二步反应在_________进行;从H2浓度的角度考虑,应采取的措施是_________

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①写出电极Ⅰ上发生的反应式:__________
②工作一段时间后溶液中的浓度__________(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)用氧化制取,可提高效益,减少污染。反应为:,通过控制条件,分两步循环进行,可使转化率接近100%,其原理如图所示:

过程Ⅰ的反应为:
过程Ⅱ反应的热化学方程式(用含有的代数式表示)__________
(3)在温度,容积为的绝热容器中,充入,发生反应:,容器中的相关量随时间变化如图所示。

①反应到时,的转化率是__________
②根据图示,以下各点表示反应达到平衡状态的是________
a.            b.            c.               d.
内容器中的反应速率增大,而后容器中的反应速率减小了,原因是_______
④此容器中反应达平衡时,温度若为,此温度下的平衡常数=__________
(4)工业上可用溶液吸收法处理,25℃时用溶液吸收,当溶液时,溶液中各离子浓度的大小关系为:。(已知25℃时:的电离常数)请结合所学理论通过计算说明的原因__________
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Ⅰ、 
Ⅱ、 
Ⅲ、 
①试分析热分解反应Ⅰ,_____,反应自发的条件是_____
②若在1470K、100反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中的分压(即组分的物质的量分数×总压)相等,平衡转化率为_____,平衡常数_____
③反应温度,容器体积V,仅发生反应Ⅰ,充入气体,随t(时间)变化曲线如图。保持其它条件不变,缩小容器体积至V/2,画出0~时段,随t变化趋势的曲线_____

(2)改性活性炭低温催化氧化可脱除。以为稀释气体,以恒定的流速通过催化剂层(图1),在反应初期不同温度下,出口浓度随时间变化如图2所示。

①下列说法不正确的是_____
A.在图2所示温度范围内,温度越低,该反应的反应速率越快(反应初期)
B.81℃,前20分钟检测不到,主要是由于活性炭存在多孔结构,物理吸附而导致
C.其他条件不变时,增大稀释气体的比例,对实验结果几乎无影响
D.其他条件不变时,选择合适的活性炭的颗粒大小有利催化脱除
②在一定温度范围内,温度越高,出口浓度随时间变化趋势越大,其理由是_____
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已知:
(1)_____,该反应的活化能(正)_____(逆)(填“大于”或“小于”)。
(2)反应Ⅲ的正、逆反应速率方程为:。其中分别为正、逆反应速率常数,p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。恒温恒压密闭容器中,加入,初始压强为,反应达平衡时,的转化率为60%,容器体积减小25%。则的选择性为_______,反应Ⅲ的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用含的最简分数式表示,下同)。该条件下测得某时刻,此时______
(3)恒压下将按体积比1∶3混合,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图:

①在230℃以上,升高温度CO2的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______
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