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:0.4 引用次数:148 题号:12420868
诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议使用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料。工业上用天然气为原料,分为两个阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0 kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.67 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)制备合成气反应中,平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图1所示,判断T1和T2的大小关系:T1___________T2(填“>”“<”或“=”),理由是___________
(2)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17 kJ·mol-1。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为___________

(3)在体积不变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图2所示。
①图2中X代表___________(填“温度”或“压强”)。图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系的曲线是___________(填“AC”或“AB”)。
②若图2中M点对应的容器体积为5 L,则N点的平衡常数为___________L2·mol-2
(4)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为___________
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应(如图4所示)。CO2的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,先减小的原因是___________,后增大的原因是___________

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【推荐1】工业上常用合成气(主要成分为CO、)制备二甲醚,其主要反应如下:
反应①:      
反应②:      
反应③:      
回答下列问题:
(1)写出CO与反应生成二甲醚和的热化学方程式:___________
(2)科学家发现也能生成二甲醚,则生成二甲醚的平衡常数___________(用含的代数式表示)。
(3)在一定温度和催化剂条件下,将0.6mol CO和1.08mol 充入容积为3L的密闭容器中(此时容器内CO分压为200kPa),只发生反应,各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

①若保持容器容积不变,时反应达到平衡,用的浓度变化表示时间内的反应速率___________(用含的代数式表示);的转化率为___________(保留两位有效数字)。
时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变,在图中画出表示体积缩小后二甲醚的分压变化趋势的曲线___________,理由是___________
③在该温度下,反应的标准平衡常数___________(写出最简分数)[已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,其中为各组分的平衡分压]。
④降低温度,该反应的标准平衡常数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
2024-05-17更新 | 185次组卷
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【推荐2】二氧化碳的捕集和转化是科学研究中的热点问题,我国科研人员提出了由CO2(g)和H2(g)转化为CH4(g)和H2O(g)的反应历程,其示意图如图。

(1)根据信息可知该可逆反应的化学方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),该反应使用的催化剂为____
(2)200℃下,在一密闭容器中充入一定量的CO2与H2发生反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。一段时间后反应达平衡若其他条件不变,温度从200℃升至400℃,反应重新达到平衡时,H2的体积分数增加。下列说法正确的是___(填字母)。
a.该反应的△H>0
b.平衡常数大小:K(400℃)>K(200℃)
c.200℃下,减小的值,CO2的平衡转化率升高
d.反应达到平衡时v(H2)=2v(H2O)
(3)一定条件下,反应体系中CO2平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示,L和X表示温度或压强。

①L表示的物理量是____
②L1____L2(填“<”或“>”),判断理由是____
(4)向1L恒容密闭容器中加入4.0molH2,1.0molCO2,控制条件(催化剂、温度为T1)使之发生上述反应,测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示:

①求4min内H2的反应速率____
②此温度下,该反应的化学平衡常数K=____
2022-01-20更新 | 67次组卷
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【推荐3】磷酸是重要的化学试剂和工业原料。请回答下列问题:
(1)已知:25℃时,磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。
物质H3PO4HF
电离常数Ka1=7.1×10−3
Ka2=6.3×10−8
Ka3=4.2×10−13
Ka=6.6×10−4

向NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液,反应的离子方程式为____________
(2)已知:
Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ·mol−1
Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ·mol−1
则:①工业上用Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为____________
②一定条件下,在密闭容器中只发生反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,HF的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”,下同);HF的平衡浓度________
(3)工业上用磷尾矿制备Ca5(PO4)3F时生成的副产物CO可用于制备H2,原理为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH。
①一定温度下,向10L密闭容器中充入0.5mol CO和1mol H2O(g),2min达到平衡时,测得0~2min内用CO2表示的反应速率v(CO2)=0.02mol·L−1·min−1。则CO的平衡转化率α=________;该反应的平衡常数K=________
②在压强不变的密闭容器中发生上述反应,设起始的=y,CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。则:该反应的ΔH___0(填“>”“<”或“=”,下同)。a_____1,理由为_____________
2020-04-29更新 | 82次组卷
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