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:39 题号:10440859
中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,如图所示,甲烷在催化作用下脱氢,在不同温度下分别形成 等自由基,在气相中经自由基:CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)
物质燃烧热/(kJ·mol-1
氢气285.8
甲烷890.3
乙烯1411.0

(1)已知相关物质的燃烧热如表所示,写出甲烷制备乙烯的热化学方程式__________
(2)现代石油化工采用Ag作催化剂,可实现乙烯与氧气制备X(分子式为C2H4O,不含双键)该反应符合最理想的原子经济,则反应产物是__________(填结构简式)
(3)在400℃时,向初始体积为1L的恒压密闭反应器中充入1molCH4,发生(1)中反应,测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%。则:
①在该温度下,其平衡常数KC__________
②若向该反应器中通入高温水蒸气(不参加反应,高于400℃),则C2H4的产率__________。(填“增大”“减小”“不变”或“无法确定”),理由是__________
③若反应器的体积固定,不同压强下可得变化如图所示,则压强p1p2的大小关系是__________

(4)实际制备C2H4时,通常存在副反应2CH4(g)C2H6(g)+H2(g)。反应器和CH4起始量不变,不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图所示。在温度高于600℃时,有可能得到一种较多的双碳有机副产物的名称是__________

(5)C2H4、C2H6常常作为燃料电池的原料,请写出C2H4在NaOH溶液中做燃料电池的负极的电极反应方程式__________

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反应1: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
反应2: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
都是目前处理CO2的重要方法。回答下列问题:
(1)反应1在_______的条件下能自发发生。(填低温、高温、任意温度)
(2)已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1
②H2O(1)=H2O(g) ΔH3=44.0 kJ·mol-1
则 ΔH2=_______kJ·mol-1
(3)恒温恒容的密闭容器中,投入物质的量之比为1:3的CO2和H2发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1达到平衡,下列有关叙述正确的是_______。
A.升高温度,逆反应速率增加,平衡常数减小
B.再加入一定量的CO2和H2, CO2和H2的转化率不可能同时都增大
C.加入合适的催化剂可以提高CO2的平衡转化率
D.其他条件不变,改为恒温恒压,可以提高平衡时CH3OH的百分含量
(4)一定条件下,在1L密闭容器中加入2molCO2和2molH2只发生反应2: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),如图是随着反应的进行,CO2的浓度随时间改变的变化图。若在t1时刻再加入lmolCO2, t2时刻到达新的平衡。

请你画出t1~t3内时刻CO2的物质的量浓度随时间改变的变化图:______
2023-01-25更新 | 119次组卷
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【推荐2】维持大气中CO2的平衡对生态环境保护有着重要意义。
(1)CO2催化加氢合成低碳烯烃技术能有效利用大气中的CO2
以合成C2H4为例,该转化分为两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1= +41.3kJ/mol
第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2= -210.5kJ/mol
CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为________
(2)CO2催化加氢在一定条件下还可以合成CH4。已知反应CO2(g) +4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g)。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×物质的量分数。)
②欲增加二氧化碳的平衡转化率,可采取的措施有________(填字母)。
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)利用铜基配合物l,10-phenanthroline -Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一,其装置原理如图所示。

电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH________(填 “变大”或“变小”),阴极的电极反应式为________,每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加________g。
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回答下列问题:
(1)图中的I、II、III、IV中属于放热反应的是_______
(2)写出表示的燃烧热的热化学方程式:_______
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