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:0.65 引用次数:133 题号:12901828
将CO2应用于生产清洁燃料甲醇,既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道,其合成反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题:
(1)利用二氧化碳制得的甲醇还可以制取甲胺,其反应原理为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) ∆H,已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键C-OH-ON-HC-N
键能/kJ•mol-1351463393293

则该反应的∆H=_______kJ•mol-1
(2)汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。已知:
①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ∆H1=-226kJ•rnol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ∆H2=+68kJ•mol-1
③N2(g)+O2(g)2NO(g)     H3=+183kJ•mol-1
则:CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_______
(3)CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:

电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。则d电极是_______(填“正极”或“负极”),c电极的电极反应式为______。若线路中转移2mol电子,则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为_____L。

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。其中,控制空气中氮氧化物和硫氧化物的含量尤为重要。
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)        H= -867.0kJ/mol;
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)          H=+67.8kJ/mol;
③N2(g)+O2(g)=2NO(g)          H=+89.0kJ/mol
则CH4催化还原NO的热化学方程式为_______________________________
(2)将0.20mol NO和0.10mol CO充入一个温度恒定、容积恒为2L的密闭容器中发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),可实现氮氧化物的转化,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
 
①N2在0~9min内的平均反应速率v(N2)=________mol/(L·min)(保留两位有效数字)。
②第12min时改变的反应条件可能为________(填字母代号)。
A.充入水蒸气稀释反应物     B.加入NO      C.加催化剂    D.增大压强    E.降低温度
(3)室温下,烟气中的SO2可用某浓度的NaOH溶液吸收得到pH=7的溶液,试计算所得溶液中_________(已知:常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10−2,Ka2=6.0×10−8)。
(4)烟气中的SO2也可用Na2SO3溶液吸收,吸收过程中,pH随n(SO32−):n(HSO3)变化关系如下表:
n(SO32−):n(HSO3)99:11:11:99
pH8.27.26.2

 当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): ___________
a.c(Na)=2c(SO32−)+c(HSO3
b.c(Na)>c(HSO3)>c(SO32−)>c(H)=c(OH)
c.c(Na)+c(H+) =c(SO32−)+c(HSO3)+c(OH)
2020-04-17更新 | 17次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一,消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术,是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) △H<0,为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是_______(写两条)。
(2)用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+ 2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=- 867.0 kJ/mol;
②N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) △H=+ 67.8 kJ/mol;
③N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H=+ 89.0 kJ/mol
则CH4催化还原NO的热化学方程式为_______
(3)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图l表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

①图1信息,写出NH3分解的热化学反应方程式_______
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=_______,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为_______(填“a”或“b”或“c”或“d”)。
③图3中a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是_______点,温度T1_______T2(填“>”或“=”或“<”)。
(4)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式_______。科学家利用此原理,设计成氨气—氧气燃料电池,在碱性条件下,通入氨气的电极发生的电极反应式为_______
2022-10-03更新 | 45次组卷
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【推荐3】煤制甲醇工艺是煤高效利用的途径之一,生产工艺如图所示:
   
(1)“煤气化”涉及反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=+135 kJ·mol-1,气化剂为H2O(g)和O2(g),关于“煤气化”说法正确的是_______(填序号)。
A.适量的氧气浓度有利于水煤气的生成
B.适当降低水氧比有利于提高碳的转化率
C.氧气的百分含量越高,对煤气化反应越有利
D.煤气化反应会产生灰分和未反应的碳粉,故煤气化反应过程不适合使用催化剂
(2)甲醇合成过程中涉及的主要反应如下:
反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=‒90.94 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=‒49.7 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
①反应Ⅰ在_______(填“高温”或“低温”)下能自发进行。
_______kJ/mol。
③若要大幅度提高单位时间内反应Ⅱ的选择性,可采取的最佳措施是_______
④反应Ⅲ中,调控反应条件,CO和OH(羟基自由基)在催化剂上相互作用得到CO2和H的氧化还原机理和羒基机理如图所示:
   
若仅从第一步来看,_______(填“氧化还原机理”或“羧基机理”)对合成更有利,但最终选择另一反应机理途径的原因是_______
⑤在一定温度下,向2 L刚性容器中充入1 mol CO2和3 mol H2初始压强为3.2MPa,5min后体系达到平衡态,此时容器中含有0.5mol CH3OH和0.3molCO,则5min时,H2O的浓度是_______mol/L,反应Ⅰ的压强平衡常数Kp_______
2023-08-10更新 | 83次组卷
共计 平均难度:一般