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:791 题号:12193209
环氧乙烷是高效消毒剂,可用于口罩等医用品消毒,工业常用乙烯氧化法生产。
主反应:2CH2=CH2(g) + O2(g)2 (g) △H1=-209.8 kJ/mol
副反应:CH2=CH2(g) + 3O2(g)=2CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1323.0 kJ/mol
回答下列问题:
(1) C2H4的燃烧热△H=-1411.0 kJ/mol,则环氧乙烷(g)的燃烧热△H=_______
(2)以下既能加快反应速率又能提高环氧乙烷产率的方法有的_______ (填标号)。
A.降低温度                                     B.向容器中充入N2使压强增大
C.采用改性的催化剂                       D.用空气替代氧气
(3)已知:(g)+HCl(g)(l),合成过程中的温度与氯乙醇的平衡产率关系如图a,30℃下原料投料比与氯乙醇的平衡产率关系如图b。

反应随温度升高平衡产率降低的可能原因为_______;其它条件不变时,降低环氧乙烷与HCl的投料比,环氧乙烷的平衡转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)环氧乙烷经水解可得到乙二醇。乙二醇 易溶于水的原因为_______;写出乙二醇—氧气碱性燃料电池的负极电极反应式:_______

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解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐1】Ⅰ、用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:

(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是________________
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是________________
(3)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________________(填“相等、不相等”),所求中和热___________(填“相等、不相等”)。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验, 测得的中和热的数值会________________。(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
Ⅱ、(1)下图是NO2CO反应生成CO2NO过程中能量变化示意图,请写出NO2CO反应的热化学方程式:__________________________

(2)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)               △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)                    △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律计算298K时由C(s,石墨)H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:△H=___________
(3)1.3gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出62kJ热量,写出C2H2燃烧的热化学方程式:_______________________________________________
2018-01-15更新 | 226次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】CO和H2在工业上常作为重要的化工原料,其混合气称为合成气。工业上CH4—H2O催化重整是目前大规模制取合成气的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)        H1=+210 kJ/mol
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)        H2=﹣41 kJ/mol
(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)        H3=____ kJ/mol。
(2)反应Ⅰ达到平衡的标志是_____
A.恒温恒容情况下,压强不再改变  B.v(CO)=3v(H2)
C.平均相对分子质量不再改变    D.恒温恒容情况下,气体密度不再改变
(3)若容器容积不变,不考虑反应Ⅰ,对反应Ⅱ下列措施可增加CO转化率的是____
A.升高温度             B.将CO2从体系分离
C.充入He,使体系总压强增大     D.按原投料比加倍投料
(4)将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298 K、压强100 kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率v=k×p(CH4)×p(H2O),逆反应速率v=k×p(CO)×p3(H2),其中k、k为速率常数,p为分压(分压=总压×物质的量分数),则该反应的压强平衡常数Kp=___(以k、k表示)。若该条件下k=4.4×104kPa-1·s-1,当CH4分解20%时,v=__kPa·s-1(保留两位有效数字)。
2020-06-20更新 | 54次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】推动煤炭清洁高效利用是未来煤炭利用的发展方向,其中煤制天然气(主要成分甲烷)能对燃气资源有重要补充作用。
在催化剂作用下,其涉及的主要反应如下:
CO(g) +3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)△H1
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2═-41.2 kJ∙mol−1
CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H3
其副反应(积碳反应)如下:
2CO(g)⇌CO2(g)+C(s) △H4═-172.0kJ•mol1
CO2(g)+2H2(g)⇌2H2O(g)+C(s) △H5═-90.0kJ•mol1
CO(g)+H2(g)⇌H2O(g)+C(s) △H6═-131.0kJ•mol1
(1)荷兰埃因霍温大学学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在催化剂钴表面上反应Ⅰ的反应历程,如图所示,其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。

①该历程中最大能垒E_____kJ∙mol−1,写出该步骤的化学方程式_____
②△H3_____kJ∙mol−1
(2)若原料气n(H2):n(CO)=3:1,且反应容器中只考虑主要反应。
①在催化剂作用下合成天然气,平衡时各组分的体积分数随温度、压强变化如图2、图3所示。根据图象分析,反应Ⅰ在_____温(填“高”或“低”)、_____压(填“高“或“低”)条件下有利于反应进行。

②T2℃,0.1MPa恒压条件条件下,平衡时反应体系平衡组成如表所示。
组分CH4H2OH2CO2CO
体积分数xabcde
该条件下CO的总转化率表达式α=_____。Kp、Kx分别是以分压、物质的量分数表示的平衡常数,反应Ⅰ的Kx_____。(以Kp和p表示)
(3)若反应容器中考虑主、副反应。维持p=0.1MPa恒定,平衡时CO转化率和积碳的选择性(积碳的选择性=×100%)随温度和进料气中水蒸气量的变化如图4和图5所示。其中n(H2):n(CO):n(H2O)=3:1:X,代表原料气中H2、CO和H2O三者的物质的量之比,X为一变量,下列说法正确的是_____

A图4中,随着X的增大,CO转化率略有降低,可能原因是反应式Ⅰ中H2O为生成物,增加水蒸气的量会促使平衡向逆反应方向移动
B图5中,X较低时,在800~850℃积碳选择性减小的原因可能是副反应为放热反应,温度较高,积碳反应平衡逆向移动
C图5中,X较高时,在550~800℃积碳选择性较低的主要原因是水蒸气的稀释作用使积碳反应速率减小
D总体上说,X较高,温度低于450℃利于降低积碳,减少积碳对催化剂的影响
(4)生物电化学系统还原CO2是另一种产生甲烷的方法,装置如图所示,请写出电解时阴极的电极反应式_____
2020-08-21更新 | 396次组卷
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