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:84 题号:13707662
将二氧化碳还原转化为有用的化学物质是目前研究的热点之一。
(1)1945年Ipatieff等首次提出可在铜铝催化剂上用CO2加氢合成甲醇。已知发生的主要反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       △H1=+41.17 kJ/mol
CO2+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   △H2
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H3=-90.64 kJ/mol
则:①△H2    1    kJ/mol。
②如图1所示,关闭K,向A中充入1 mol CO2、3 mol H2,向B中充入2 mol CO2、6 mol H2,起始时VA=VB=aL。在相同条件下,两容器中只发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时VB=0.8a L,则B中CO2的转化率为    2    。打开K,过一段时间重新达平衡,此时B的体积为    3     L(用含a的代数式表示,连通管中气体体积不计)。

③CO2和H2以物质的量之比为1:3通入某密闭容器中,只发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),CO2的平衡转化率与温度、气体的总压强的关系如图2所示,则p1    4    p2(填“>”、“<”或“=”)。已知p3=1 MPa,则a点压强平衡常数Kp    5     (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

(2)利用微生物燃料电池技术可将CO2转化为甲烷(如图3所示),则阴极的电极反应式为    6    。该技术将有机废水中的碳元素最终转化为    7     (填分子式)。

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【推荐1】完成下列问题。
(1)已知:①


则固态碳和水蒸气反应生成CO和的热化学方程式为___________
(2)工业上,二氧化碳和氢气在催化剂作用下可以制备甲醇:
CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O (g)    ΔH0
①该反应能在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下自发。
②向2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g),3mol H2(g)欲同时提高CO2的平衡转化率和反应速率,下列措施可能有效的是___________(填标号)。
a.降低温度并及时分离出产物                                     b.再向容器中充入1mol H2(g)
c.适当降低温度并加入合适的催化剂
(3)由CO2和H2合成CH3OH 的反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH0,在10L的恒容密闭容器中投入0.5mol CO2和1.75mol H2,在不同条件下发生上述反应,测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示,

①图中压强p1___________p2( “>”或“<”)
②M、N、Q三点平衡常数K由大到小顺序为___________
③N点时,该反应的平衡常数K=___________
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【推荐2】TiO2和TiCl4均为重要的工业原料。已知:
      
      
请回答下列问题:
(1)反应生成和氯气的热化学方程式为___________;升高温度对该反应的影响为___________
(2)若反应Ⅱ的逆反应的活化能为,则E___________(填“>”“<”或“=”)220.9。
(3)t℃时,向恒容密闭容器中充入,发生反应Ⅰ。时达到平衡,测得的物质的量为
内,用表示的反应速率___________
的平衡转化率为___________
③该反应的平衡常数为___________(用分数表示)。
④下列措施,既能加快逆反应速率又能增大平衡转化率的是___________(填字母)。
A.缩小容器容积       B.加入催化剂       C.分离出部分             D.增大浓度
(4)实验室各种浓度的硫酸是由浓硫酸稀释而得,
①以下配制过程中各操作的先后顺序是___________

②下列情况会使配制结果偏大的是___________
a.溶解后未冷却即转移、定容
b.定容时仰视容量瓶刻度线
c.用量筒量取一定体积的浓硫酸时俯视
d.将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,转移至容量瓶
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解题方法
【推荐3】将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH=-393.5   kJ•mol1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g)       ΔH=-242.0   kJ•mol1
CO(g)+ O2(g)=CO2(g)     ΔH=-283.0   kJ•mol1
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式: _______   
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图,并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析:甲、乙两同学观点正确的是 _____(填“甲”或“乙”);判断的理由是________

(3)CO、H2等可燃性气体可以设计成燃料电池,燃料电池是一种能量转化率较高的发电装置。如图是一种氢氧燃料电池示意图,则该电池a极的电极反应式为 ________ 。若将H2换成CH4,则该电池负极的电极反应式为 _______
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