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:265 题号:11077871
甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题:
(1)已知甲醇分解反应I:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H1=+91.6 kJ·mol–1
水煤气变换反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2= – 41.1 kJ·mol–1
则CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) H3=________ kJ·mol–1
(2)我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇分解反应I的历程,得到甲醇在钯基催化剂表面发生解离时五个路径与相对能量关系如下图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。该历程中最小能垒(活化能)E=_______kJ·mol–1,写出该步骤的化学方程式____________________

(3)在100kPa下,将总进料量1mol且n(CH3OH):n(H2O)=1:1.3的混合气体充入已放有催化剂的刚性密闭容器中反应。
①实验测得水煤气变换反应II的速率随温度的升高明显下降,原因是__________
②平衡时,测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小,H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示,b、d曲线对应物质的化学式分别为________________

(4)353K时,在刚性容器中充入CH3OH(g),发生反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示(t=∞时,该反应达到平衡):

t/min

0

5

10

15

20

p/kPa

100.0

107.4

112.6

116.4

118.6

120.0


则0~5min内v(CH3OH)=______kPa·min1。该反应的平衡常数KP=__________(kPa)2(KP为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。

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【推荐1】能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
I.某温度下,2L密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的量随时间变化如图所示。

(1)X的平衡转化率是___________
(2)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为___________
(3)反应开始至2min,用Y浓度变化表示平均反应速率为___________
(4)为提高该反应的速率,下列措施可行的是___________(填标号)。
a.压缩容器体积
b.降低温度
c.使用合适催化剂
d.恒温恒容充入He使压强增大
II.H2S与CH4重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应为:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。
(5)恒温恒容条件下,可作为上述反应达到平衡的判断依据是___________(选填编号)。
a.混合气体密度不变
b.容器内压强不变
c.2v(H2S)=v(CS2)
d.CH4与H2的物质的量之比保持不变
e.CH4与H2浓度之比为1:4
f.CH4与H2的反应速率之比为1:4
g.容器中CH4的物质的量分数保持不变
III.利用盖斯定律求反应热是常用方法之一
(6)已知:①C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2542.6kJ·mol-1
②2C4H6(g)+11O2(g)=8CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=-4886.6kJ·mol-1
则2C4H8(g)+O2(g)=2C4H6(g)+2H2O(g) ΔH=___________kJ/mol
(7)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101kPa时,由最稳定单质合成1mol指定产物时所放出的热量):
物质CO2(g)H2(g)HCOOH(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1-393.510-362.3
则CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)ΔH=___________kJ/mol。
2023-06-02更新 | 167次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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解题方法
【推荐2】CO2是一种主要的温室气体,研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。在通常状况下,金刚石和石墨中,__(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH___

(2)采用电化学法可将二氧化碳转化为甲烷,试写出以氢氧化钾水溶液作电解质溶液时,该转化的电极反应式为___
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。工业上常以CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇。
①已知:H2O(l)=H2O(g) H=+44kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41.2kJ·mol-1
2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) H=-256.1kJ·mol-1
则:CO2气体与氢气反应生成气态乙醇和液态水的热化学方程式为___
②如图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。对该流程的分析,下列说法正确的是___

A.该流程至少包含4种形式的能量转化
B.装置X中为了增强水的导电性,通常向其中加入少量Na2SO4或NaOH
C.合成塔中生成乙醇的反应是化合反应
D.流程设计体现了绿色化学思想
③如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。该电池负极的电极反应式为_____
2020-06-10更新 | 63次组卷
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【推荐3】一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) H1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2
③H2O(l)=H2O(g) H3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H4
H4=______(用H1H2H3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示:

                                 图1
①a______3(填“>”“<”或“=”,下同);M、N两点反应的平衡常数KM_____KN
②300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为_____
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图:

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如表:
助剂CO2转化率(%)各产物在所有产物中的占比(%)
C2H4C3H6其他
Na42.535.939.624.5
K27.275.622.81.6
Cu9.880.712.56.8
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加_____助剂效果最好。
②下列说法正确的是______(填标号)。
a.第i步反应为CO2+H2CO+H2O
b.第i步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂生要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的H减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示:

已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应:_____
2023-01-04更新 | 209次组卷
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