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:168 题号:11851782
以天然气(CH4)为原料合成甲醇(CH3OH)。有关热化学方程式如下:
①2CH4(g)+O2(g) = 2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) ΔH3=-251.0 kJ·mol-1
(1)ΔH2________kJ·mol-1。 反应①自发进行的条件是_________(填序号)。
a.高温             b. 低温               c. 任何环境都自发          d. 任何环境都不自发
(2)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2,在不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

①M点时,H2的转化率为__________;压强:p1_______p2 (填“>”、“<”或“=”)。
②反应速率:N点ʋ(CO)________M点ʋ(CO)(填“>”、“<”或“=”)。
③温度为506℃时,若压强为p1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变),平衡时容器体积为1L,则平衡常数K=__________(用分数表示)。在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与T的关系的点为_______(填字母)。

④在2 L恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H2、2 mol CO和6 mol CH3OH(g),在506℃下进行上述反应。为了使该反应逆向进行,a的范围为____________

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解题方法
【推荐1】甲醇是重要的化工原料。在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下:
I.CO+2H2CH3OH II.CO2+3H2CH3OH+H2O
Ⅲ.CO2+H2CO+H2O 
请回答下列问题:
(1)已知三种物质的标准燃烧热如下表:
物质CO(g)H2(g)CH3OH(l)
燃烧热(kJ·mol−1)−283.0−285.8−726.51

①书写25℃、101kPa条件时CO燃烧热的热化学方程式______________________
②计算25℃、101kPa条件时反应Ⅰ的ΔH=_____kJ·mol−1
(2)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:
   
①c处产生的气体是________
②负极的电极反应式是____________
(3)下图是甲醇燃料电池工作示意图,其中A,B,D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A,B两极上产生的气体体积相同。
   
①乙中B极的电极反应式_______
②乙中A极析出的气体在标况下的体积________
③丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图,则③线表示的是____的变化,反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要____ml 5mol/L NaOH溶液。
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【推荐2】煤燃烧后的主要产物是CO、CO2
(1)已知: ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ·mol-1
②C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g)   △H3=________
⑵以CO2为原料可制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g)   △H =-49.0 kJ·mol-1,向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2 (g)和3 mol H2(g),测得CO2 (g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。

①0〜8 min内,以氢气表示的平均反应速率v(H2)=_____mol • L-1• min-1
②在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(a)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是______(填“温度”或“压强”),L1____(填“〉”或“ <”)L2
(3)向一体积为20 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2发生反应:2 CO2(g)2CO(g)+ O2 (g),在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。

1600℃时反应达到平衡,则此时反应的平衡常数K=_______
2017-09-15更新 | 473次组卷
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【推荐3】碳化学为人类发展做出巨大的贡献的同时也给环境带来了重大的危害。
(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
已知:(g)

对于反应:
则反应③___________(填“低温自发”、“高温自发”或者“任意条件均自发”),理由为___________
(2)目前,“低碳经济”备受关注,的转化和利用是一个热门的研究课题。
已知:。在两个密闭容器中分别投入直接合成碳酸二甲酯,一定条件下,反应达到平衡时的转化率如图1所示,则:
___________0(填“>”、“<”或“=”,下同),___________
②A点对应容器体积为,A点的平衡常数___________
③下列能说明此反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。

A. B.的物质的量之比保持不变
C.恒压条件下,混合气体的密度保持不变       D.碳酸二甲酯的物质的量分数保持不变
(3)经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
为分析催化剂对反应的选择性,在密闭容器中充入,测得有关物质的物质的量随温度变化如图2所示。该催化剂在较高温度时主要选择___________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。时,反应达到平衡时气体压强为,则反应Ⅰ的平衡常数___________。(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)

(4)有机电化学有条件温和,对环境友好,产品纯净等优点,其越来越受到人们的重视,一种以乙烯为原料一步合成乙醛的电化学装置如图3所示:
该装置负极上的电极反应式为___________
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