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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:164 题号:10421325
“绿水青山就是金山银山”,运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对工业生产、缓解环境污染、解决能源危机等具有重要意义。
(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol
②C(s)+CO2(g)=2CO(g) H2=+172.5kJ/mol
③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) H3=-1651.0kJ/mol
CO还原氧化铁的热化学方程式为_____________
(2)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸,其常温下的电离常数如下表:
H2CO3H2S
Ka14.410-71.310-7
Ka24.710-117.110-15

①煤的气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为_______
②常温下,0.1mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1mol·L-1 NaHS溶液的pH相比,pH较小的为________ 溶液(填化学式)。
(3)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入x mol CO2y mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH (此反应在低温时为自发反应)。
①下图能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为_____(填“a”或“b”),其判断依据是__________

②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如下图所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为_____________

(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成28g N2时,转移的电子数为____mol(结果保留三位有效数字)。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______;当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是____

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【推荐1】(1)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中,使它们发生如下反应:4X(g)+5Y(g) nZ(g)+6W(g)。2 min末生成0.3 mol W,若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.05 mol·(L·min)1。试计算:前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为____________________;2 min末时Y的浓度为______________;化学方程式中n的值是________
(2)1 mol N2(g)和1 mol O2(g)在一定条件下反应生成2 mol NO(g),吸收180 kJ的热量,已知断裂1 mol N2(g)中的N≡N和1 mol O2(g)中的氧氧键分别需要吸收946 kJ和498 kJ的能量,则1 mol NO分子中的化学键形成时可释放________kJ的能量。
(3)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。根据你所学的知识回答下列问题:
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已知1g甲烷完全燃烧生成液态水时放热55.6kJ,写出该反应的热化学方程式:____
②碳有多种同素异形体,C60所属的晶体类型为__________,熔化时克服的作用力为 ____;金刚石属于____晶体,熔化时破坏的作用力是_________; 金刚石、石墨的能量关系如图所示,则金刚石和石墨相比,________更稳定。
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【推荐2】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,写出CO2与NaOH溶液反应的主要化学方程式__________
(2)研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -53.7 kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:

【备注】Cat.1∶Cu/ZnO纳米棒;Cat.2∶Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知: CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1
H2O(l)= H2O(g) ΔH3 =+44.0 kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
①反应Ⅱ的ΔH2 =________kJ·mol-1
②研究证实,CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的电极反应式是________
③表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是_____________
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:_______。电池的正极反应式:6O2+6e-=6O2-;6CO2+6O2-=3C2+6O2,反应过程中O2的作用是________。该电池的总反应式:__________
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【推荐3】甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
Ⅰ﹒用CO2生产甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃烧热为﹣285.8kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为﹣725.8kJ/mol,CH3OH(g)═CH3OH(1)△H=﹣37.3kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=_______kJ/mol。
(2)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_______
②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是_______(填序号)。
A.在原容器中再充入1molCO2B.在原容器中再充入1molH2C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂E.缩小容器的容积F.将水蒸气从体系中分离
(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)△H<0。设m为起始时的投料比,即m=。通过实验得到如图2所示图象。
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②图乙中m1、m2、m3从大到小的顺序为_______
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×物质的量分数,代入数据,不用计算)。
Ⅱ.甲醇的应用
以甲醇和CO为原料通过电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。离子交换膜a为_______(填“阳膜”或“阴膜”),阳极的电极反应式为_______
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