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 > 根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:436 题号:11085903
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H,据此回答以下问题:
(1)已知每破坏l mol有关化学键需要的能量如下表:
H-HN-HN-NN≡N
436 kJ391kJ193kJ946kJ

H=_______________
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(p)如图所示:

①其中,p1p2p3由大到小的顺序是________,其原因是__________
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)___________vB(N2) (填“>”、“<"或”“=")。
③若在250℃、pl条件下,反应达到平衡时容器的体积为1 L,则该条件下合成氨的平衡常数K=_________(列出计算式即可)。
(3)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
第一步N2(g) →2N*;H2(g)一2H* (慢反应)
第二步N*+H*= NH*;NH*+H*= NH2*;NH2*+H*= NH3* (快反应)
第三步NH3*= NH3(g) (快反应)
比较第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2的大小:E1_______E2(填“>”“<"或“=")。
(4) H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字号)。
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的总物质的量不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤NH3的体积分数不变

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【推荐1】二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径,不仅可以有效减少空气中的CO2排放.还可以制备出甲醇清洁能源。在CO2转化为甲醇过程中,伴随有副反应发生,因此常使用催化剂调节控制反应。科学研究者结合实验与计算机模拟,研究了CO2与H2分别在Zn/Cu、ZnO/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程(如图1所示),其中ts-n表示过渡态。

回答下列问题:
(1)①图1表示的反应中,若每生成1mol甲醇,反应物与生成物总能量差为58kJ,则反应的热化学方程式为_____,从反应原理分析,下列更利于该反应进行的条件是_____(填标号)。
a.高压、高温       b.高压低温          c.低压、高温       d.低压低温
②已知CO2和H2可发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ•mol-1部分相关化学键的键能数据如表:
化学键H-HC-OH-OC-HC≡O
E/(kJ•mol-1)4363264644141061
由此计算E(C=O)=______kJ•mol-1
(2)在图1给出的反应历程中,若选择Zn/Cu作为催化剂则正反应最大的活化能发生在______(用“ts-n”具体数字表示)。图示结果显示,选择ZnO/Cu作为催化剂更优于Zn/Cu,其主要原因是______
(3)图2为使用Zn/Cu催化剂、分别在525K和550K条件下(其它条件相同),CO2和H2按投料比1:9进行反应生成CH3OH的过程中,CO2的转化率随时间变化图示。

①温度略为升高(从525K→550K),CO2的转化率明显增大的可能原因是______
②工业生产中,对于气相的反应体系,还可用反应体系中各组分的分压来表示化学平衡常数(Kp)。如反应:aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)达到平衡时,Kp=,组分分压p(A)=P×。现保持550K、pkPa条件,CO2和H2按投料比(物质的量)1:9进行生成CH3OH反应,达到平衡时,CO2的转化率为α,则反应的化学平衡常数Kp=______(列出含α、p计算式)。
2023-04-08更新 | 434次组卷
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【推荐2】雾霾成因有多种其中燃煤过程中产生的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物是山西冬季雾霾的主要组成。治霾迫在眉睫,利在千秋。
I.脱氮
已知: ①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)       ΔH1=-566.0 kJ·mol-1
②2NO(g)+O2===2NO2(g)     ΔH2=-116.5kJ·mol-1
③N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH3=+180.5kJ·mol-1
(1)则燃煤所产生的废气中NO2 CO 转化成无污染气体的热化学方程式为________________________________
(2)1molN2(g)1molO2(g)分子中化学键断裂时分别吸收946kJ、498KJ的能量1molNO(g) 分子中化学键断裂时需要吸收的能量为_____________________KJ。
Ⅱ.脱硫的反应原理2CO(g) +SO2(g)2CO2(g) +S(1)       ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)
(1)若在一定温度下,将总物质的量为3 molCO(g)SO2(g) 以不同比例充入2 L的恒容容器中,结果如图所示。a、b分别表示SO2、CO 的平衡转化率的变化,c表示平衡体系中CO2的体积分数的变化。

由图计算x=__________;CO2的体积分数y=_________(精确到0.01),该温度下的平衡常数K=_____
(2)T1℃下,将COSO2按体积比为5∶4充入一恒压密闭容器中,此时容器体积为0.1V L。
①下列能判断该反应达到化学平衡状态的是_____________
a.S(l)的质量不变
b.K不变
c.容器中气体的平均相对分子质量不变
d.2v(SO2)= v(CO2)
e.Q值不变
②压强一定的条件下,在不同温度下进行反应,测得容器的体积变化如图所示:
已知: n1≠n2
温度(℃)初始投入总量初始投料v (CO) /v (SO2)初始体积(L)平衡体积(L)
T1n15∶40.1v0.07v
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求:T1温度时,SO2的平衡转化率为_____%;
比较大小,T1___T2(填“>”、“<”、“=”),解释原因____________________
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