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:193 题号:13409247
甲醇(CH3OH)在化工生产中应用广泛。其中利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)     ΔH1=-41.0kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)       ΔH2=-90.0kJ·mol-1
III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)        ΔH3
(1)则ΔH3=_______,在上述制备甲醇的两个反应中,反应II与反应III比较,优点为_______
(2)在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行反应Ⅲ,测得CO2和CH3OH浓度随时间变化如下图所示。

①该反应达平衡状态的依据是_______(填序号)。
A.v(CH3OH)=3v(H2)       B.混合气体的密度不变
C.c(CH3OH)=c(H2O)       D.混合气体总物质的量不变
②3min时,反应的v_______v(填“<”、“>”或“=”)。0~10min内,用H2表示的平均反应速率v=_______
(3)使用不同方法制得的Cu2O(I)和Cu2O(II)可用于CH3OH的催化脱氢:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)。在相同的密闭容器中,利用控制变量法进行实验,测得CH3OH的浓度c(mol·L-1)随时间t(min)的变化如下表:
序号温度催化剂01020304050
T1Cu2O(I)0.0500.04920.04860.04820.04800.0480
T1Cu2O(II)0.0500.04900.04830.04800.04800.0480
T2Cu2O(II)0.0500.0440.0400.0400.0400.040

可以判断:实验温度T1___T2(填“>”、“<”,下同);催化剂的催化效果Cu2O(I)___Cu2O(II)。

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【推荐1】天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1)-1560-1411-286
①ΔH=_________kJ·mol−1
②提高该反应平衡转化率的方法有__________________
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为:r=k×,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=_____ r1
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_________
A.增加甲烷浓度,r增大            B.增加H2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大       D.降低反应温度,k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:

①阴极上的反应式为_________
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为_________
2020-07-08更新 | 17087次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】钼(Mo)是一种难熔稀有金属,我国的钼储量居世界第二、钼及其合金在冶金、农业、电器、化工、环保等方面有着广泛的应用。
(1)已知:
①MoS2(s)= Mo(s) + S2(g) △H1
②S2(g) + 2O2(g)= 2SO2(g) △H2
③2MoS2 (S) + 7O2(g)=2MoO3(s) + 4SO2(g) △H3
则2Mo(s)+3O2(g) = 2MoO3(s)的△H =___________ (用含△H1、 △H2、△H3的代数式表示)。
(2)钼可用作NH3消除NO污染的催化剂,4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g)+ 6H2O (1) △H<0。
①一定条件下该反应速率v= k ·c4(NH3)·c6(NO),v=k ·cm(N2)·cn (H2O),该反应的平衡常数K=,则m=___________,n=___________
②一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNH3和6molNO发生上述反应,若在相同时间内测得NH3的转化率随温度的变化曲线如图,400°C~900°C之间NH3的转化率下降由缓到急的可能原因是___________

(3)密闭容器中用Na2CO3(s)作固硫剂,同时用一定量的氢气还原辉钼矿(MoS2)的原理是: MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s)=Mo(s)+2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H
实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示:

①由图可知,该反应的△H___________0(填“>”或“<”); P2___________0.1MPa(填“>”或“<”)。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法错误的是___________(选填编号)
A. v (H2) = v (H2O)
B.再加入MoS2,则H2的转化率增大
C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态。
D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态
③由图可知M点时氢气的平衡转化率为___________( 计算结果保留三位有效数字)。
④平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压= 气体总压×物质的量分数。图中M点的平衡常数Kp=___________ (MPa)2
2022-05-17更新 | 386次组卷
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【推荐3】氮氧化物在含能材料、医药等方面有着广泛应用。请回答:
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0
下面表1、表2为反应在T1、T2温度下不同时刻的部分实验数据:
t/s05001000
c(N2O5)/mol·L-15.003.522.40
c(NO2)/mol·L-102.96a

t/s05001000
c(N2O5)/mol·L-15.00b12.40
c(NO2)/mol·L-10b24.80

下列描述正确的是___________
A. T1温度下在500s时,反应未达到平衡,且v大于v
B.T2大于T1
C.当容器中的压强不再变化时说明该反应达到平衡状态
D.平衡时,v=v=0
(2)在N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g)2NO2(g)。将1 mol N2O4放入1 L恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(N2O4)随温度变化如图所示。

①337.5K时,反应平衡常数K=___________
②已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   △H= -196.6 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)       △H= -113.0 kJ/mol
则反应NO2(g)+ SO2(g)=SO3(g)+ NO(g)的△H=___________ kJ/mol。
2021-05-12更新 | 27次组卷
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