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:110 题号:12506376
CO2和CH4是两种主要的温室气体,以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。回答下列问题:
(1)工业上CO2-CH4催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)   H1=+206.4 kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   H2=-41 kJ·mol-1
几种化学键的键能如表所示:
化学键C-HH-OH-HCO
键能/kJmol-1413467436a

①a=_______kJ·mol-1
②反应II中,若逆反应活化能Ea(逆)为124 kJ·mol-1,则Ea(正)为_______kJ·mol-1
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应I和反应II,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min060120180240300360
压强/kPa100118132144154162162

①若用单位时间内气体分压(气体分压=气体总压×体积分数)的变化来表示反应速率,则反应I前120min内的平均反应速率v(CH4)=_______kPa·min-1(结果保留2位小数)。
②300 min时,测得氢气分压为100 kPa,则反应II在该温度下的平衡常数Kp=_______(Kp为用气体分压表示的平衡常数,结果保留2位小数)。
(3)向2 L容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH4体积分数如图I所示,某温度下逆反应速率与容器中c(CH4)关系如图II所示:

①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为_______p1_______p2(填“>”“<”或“=”)。
②图II中当x点平衡体系升高至某温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是_______(填标号)。

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【推荐1】工业合成氨的反应如下:3H2+N22NH3。某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:
t/s050150250350
n(NH3)/mol00.240.360.400.40
(1)0~50s内的平均反应速率 v(N2)=_____
(2)250s时,H2的转化率为______
(3)已知N≡N的键能为946 kJ·mol-1,H-H的键能为436 kJ·mol-1,N-H的键能为391 kJ·mol-1,则生成1 mol NH3过程中的热量变化为____kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是___(填字母)。
A.      B.
(4)为加快反应速率,可以采取的措施______
a.降低温度;     b.增大压强;     c.恒容时充入He气;     d.恒压时充入He气;     e.及时分离出NH3
(5)下列可判断反应已达到平衡状态的是____
A.气体的平均摩尔质量不变
B.N2、H2的反应速率比为1:3
C.混合气体的密度不变
D.生成1mol N2的同时生成2molNH3
E.N2、H2、NH3物质的量之比等于系数比
F.混合气体的总压强不再发生改变
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【推荐2】含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:

化学键

H—O

C≡O

C=O

H—H

E/(kJ·mol−1)

463

1075

803

436


CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol−1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________(填标号)。
a.增大压强                 b.降低温度
c.提高原料气中H2O的比例          d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________,若电解过程中转移1 mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:


①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5 mol,乙苯的转化率为_______,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p)=气体总压(p)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________

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曲线对应的物质的量之比是_______
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