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 > 盖斯定律的应用
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:100 题号:11058503
二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一。回答下列问题:
(1)Pd-MgO/SiO2界面上甲烷化的过程如图:

下列说法正确的是______(填标号)。
A.整个循环过程中镁的价态不断发生改变          B.循环中Pd、MgO、SiO2均未参与反应
C.氢分子在Pd表面被吸附并解离为氢原子        D.总反应为4H2+CO2=CH4+2H2O
(2)已知CO2甲烷化过程中包含下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+42.1kJ·mol-1K1
II.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H2=-206.5kJ·mol-1K2
保持压强不变,在0.1MPa下,起始时充入3molH2、1molCO2,不同温度下催化甲烷化时,平衡时物质(H2O未列出)的物质的量分数与温度的关系如图所示:

①总反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的△H=_____kJ·mol-1;其平衡常数K=______(用含K1K2的代数式表示)。
②图中X为CO2,则Y表示的物质是_________(填化学式)。
③温度超过400℃时,升高温度,CO的物质的量分数不断增大,这是因为________
④图中Q点时(对应温度下,可认为体系中不含CO),CH4的压强为_______MPa,该温度下,甲烷化总反应的平衡常数为__________(用分压表示,分压=总压×物质的量分数)(MPa)2

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【推荐1】当前,我国公布了实现“碳达峰、碳中和”目标的具体时间。因此,含碳化合物的综合利用,有效缓解温室效应成为研究热点。回答下列问题:
(1)二氧化碳与氢气催化重整可制备甲醇,涉及反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+40.9 kJ·mol-1
①CH3OH(g)+2CO2(g)3CO(g)+2H2O(g)的ΔH=___________
②相同温度下,向甲、乙两个恒容密闭容器中充入原料气,实验测得相关信息如下表所示。
容器容积/L起始加料/mol5 min末(未平衡)CO2转化率CH3OH的平衡产率
101 mol CO2、3 mol H2α1ω1
101 mol CO2、3 mol H2、0.2 mol COα2ω2
容器甲中,0~5 min内的平均反应速率v(H2O)=___________(用代数式表示);α1___________α2(填“>”“<”或“=”,下同);ω1___________ω2,判断该条件下甲、乙容器中CH3OH的平衡产率大小的理由为___________
③已知:表示相对压力平衡常数,其表达式是在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以p0(p0=100 kPa)。向恒容密闭容器中以物质的量之比为1∶3充入CO2和H2,测得反应前气体总压为400 kPa,反应Ⅰ、Ⅱ的相对压力平衡常数的对数与温度的倒数的关系如图所示。其中表示反应Ⅰ的相对压力平衡常数的对数与温度的倒数关系的曲线为___________(填“L1”或“L2”);若M点对应温度下,甲醇气的平衡分压为80 kPa,则H2的平衡转化率为___________
   
(2)甲醇可催化解离为合成气:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH。科研人员结合实验和计算机模拟结果,研究了甲醇在钯(Pd)催化剂表面的解离反应,部分反应历程如图所示。其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS表示过渡态。下列说法正确的是___________(填选项字母)。
   
A.CH3OH·CO·+4H·(g)的ΔH<0
B.上述历程中的最大能垒(活化能)E=194 kJ·mol-1
C.上述历程中碳原子价态未发生改变
D.上述历程中的第一步反应适合在较高温度下进行
2023-07-28更新 | 54次组卷
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【推荐2】铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)复合氧化物铁酸锰()可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:



___________(用表示)。
(2)用催化加氢合成低碳烯烃反应,反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。

①第i步所发生反应的化学方程式为___________
②下列说法错误的是___________(填字母)。
A.第i步反应的活化能高于第ii步反应的活化能
B.使加氢合成低碳烯烃的减小
C.添加不同助剂后,各反应的平衡常数不变
(3)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应制得。在1 L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48 mol CO,在不同温度下进行反应,测得与温度、时间的关系如图所示。

___________(填“>”或“<”,下同)___________0。
温度下,平衡时体系的压强为p,反应的标准平衡常数___________{已知:标准平衡,其中为标准压强(),为各组分的平衡分压}。
2021-11-27更新 | 71次组卷
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【推荐3】草酸钙一水结晶水合物可用作分析试剂、常用作分离稀土金属的载体。回答下列问题:
(1)在隔绝空气条件下,分解反应如下:
   
   
   
   ___________(上述反应式中,a,b,c都大于0)。
(2)在一定温度下1 L的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生中反应:CaC2O4(s)CaO(s) +CO(g)+CO2(g),若前5 min 内生成CaO的质量为11.2 g ,则该段时间内v(CO)=___________
(3)已知反应②CaC2O4(s)CaCO3(s)+CO(g)平衡常数Kp2=e,向1L密闭容器中加入足量的CaC2O4固体,再充入一定量的N2O气体,起始压强为b,发生(1)中反应②和⑤N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)后达到平衡时总压强为c.则500℃时反应⑤的平衡常数Kp5=___________。(用e,b,c来表示)
(4)在密闭容器中充入足量粉末,只发生(1)中反应④,测得平衡时残留固体质量与温度关系如图所示:

①用平衡移动原理解释曲线变化:___________
②温度高于800℃时,曲线斜率减小,可能是产物之间发生了可逆的无机氧化还原反应,写出该反应的化学方程式:___________
(5)在400℃时,向体积可变的密闭容器中充入足量CaC2O4•H2O粉末,只发生(1)中反应①。达到平衡时体积为1L,压强为p0kPa.温度保持不变,将体积变为2L并保持体积不变,直至反应达到平衡,平衡时压强为___________
(6)氧化钙晶胞如图所示,已知:代表阿伏加德罗常数的值,阳离子半径为100pm。

①下列有关钙的粒子中,失去1个电子需要能量最多的是___________(填字母)。
A.             B.             C.             D.
②氧化钙的摩尔体积为___________
2024-05-01更新 | 333次组卷
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