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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:137 题号:13854669
CO2储量大,是常见的温室效应气体,其综合利用意义深远。
CO2与H2制CH3OH可能发生如下反应:
(i)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H1=+41.1kJ·mol-1
(ii)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) H2=-162kJ·mol-1
(iii)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H3=-90.1kJ·mol-1
(iv)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H4
(1)反应(iv)自发进行的条件是:___
A.低温自发B.高温自发
C.任何条件都能自发D.任何条件都不能自发
(2)科学研究工作者研究了不同外界条件与CH3OH产率或不同产物选择性的关系,如图所示。

由上述可知,合适的催化剂及其适宜温度分别为______
(3)以铜基催化剂催化CO2加氢制甲醇可能的反应历程存在如下步骤(*表示催化剂的活性中心,表示H2在催化剂表面的吸附态):
①H2(g)+*→H2*②H2*+*→2H*③CO2(g)+*→CO2*④CO2*+H*→HCO2*⑤HCO2*+H*→H2CO*+O*⑥____⑦H3CO*+H*→CH3OH*+*⑧CH3OH*→CH3OH(g)+*⑨O*+H*→OH*+*⑩OH*+H*→H2O*+*
请写出步骤⑥的化学方程式为___
反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在恒温恒压条件下进行,能证明反应达到平衡状态标志的是: ___
A.混合气体的密度不变
B.甲醇的体积分数不变
C.相同时间内二氧化碳的消耗速率等于甲醇的生成速率
D.反应体系的温度不再变化
(4)恒温恒压下发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应,欲增大甲醇的产量,一定可行的措施有___
A.向体系中通入CO2
B.移走甲醇
C.移走H2O(g)
D.与初始投料等物质的量的通入CO2、H2
(5)200℃时,将0.200molCO2和0.400molH2充入压强恒定为P的密闭容器中,发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应。在催化剂作用下,CO2的最高转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数Kp=___。平衡时,保持压强P恒定不变,再向体系里充入0.200molCO2和0.100mol水蒸气,反应向___方向进行。(选填“正反应,逆反应,保持平衡”)

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(1)CO2作为未来的重要碳源,其选择性加氢合成CH3OH一直是研究热点,在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应Ⅰ: ΔH1=-49kJ·mol-1
反应Ⅱ: ΔH2=+41.2kJ·mol-1
①反应的ΔH=_____
②将1molCO2和3molH2混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,CH3OH的选择性、H2的转化率与温度的关系如图1所示。()
   
a.230℃时,测得CO2的转化率为40%,此时反应Ⅱ中消耗H2的物质的量为_____
b.随着温度的升高,H2的转化率增大,其主要原因是_____
(2)以TiO2为催化剂,光热化学循环分解CO2为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图2所示。根据元素电负性的变化规律,该过程可以描述为_____
(3)一种脱除和利用水煤气中的CO2的方法如图3所示:
   
①某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,,则该溶液的pH=_____。(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)
②利用电化学原理,将CO2电催化还原为CH4,阴极上除发生AgCl转化为Ag的反应外,另一个电极反应式为_____
2023-07-27更新 | 384次组卷
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【推荐2】氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要意义,如何消除氮氧化物的污染成为当前研究的主要课题之一、回答下列问题:
(1)已知:①碳的燃烧热为;② 。结合图1,写出一氧化氮分解生成两种无污染气体的热化学方程式___________


(2)还原法。研究发现反应过程如图2,此反应过程中的催化剂为___________,写出脱氮过程的总反应的化学方程式___________
(3)还原法。已知催化剂Rh表面催化还原NO的反应机理如表,其他条件一定时,决定催化还原NO的反应速率的基元反应为___________(填序号)。
序号基元反应活化能
12.6
0.0
97.5
83.7
33.5
45.0
120.9
37.7
77.8
108.9

(4)还原法。利用甲烷可实现氮氧化物的消除,反应原理为   。一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中通入1mol 和2mol ,测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
反应时间t/min0246810
总压强p/(100kPa)4.805.445.765.926.006.00

达到平衡时,的转化率为___________。若起始时加入2mol 和2mol ,则该温度下的压强平衡常数___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CO还原法。汽车尾气(CO、NO)可转化为无毒、无害物质。在密闭容器中充入10mol CO和8mol NO发生反应(),如图3为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。若在D点对反应容器降温的同时缩小体积,使体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图3中A~G点中的___________点。


(6)电解氧化吸收法。将废气中的转变为硝态氮。电解 NaCl溶液时,溶液中相关成分的质量浓度与电流强度的变化关系如图4。电解NaCl溶液作吸收液时,若电流强度为4A,吸收NO的主要反应的离子方程式为___________
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【推荐3】(一)镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为
①Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0
②Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)   ΔH>0
完成下列填空:
(1)在温度不变的情况下,要提高反应①中Ni(CO)4的产率,可采取的措施有________
(2)已知在一定条件下2L密闭容器中制备Ni(CO)4,粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如图所示。Ni(CO)4在0~10min的平均反应速率为_____

(3)若反应②达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时___
a.平衡常数K增大       b.CO的浓度减小
c.Ni的质量减小          d.υ[Ni(CO)4]增大
(二)已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol1,一定温度下,将1molN2O4充入一恒压密闭容器中。
(1)下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___

(2)若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数____(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率υ(N2O4)=___mol·L1·s1
(3)达到平衡后,若向该恒压容器中再充入0.5molHe,则平衡将__(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
(4)该反应在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是___(填字母序号)。

a.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
b.A、C两点NO2的转化率:A<C
c.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(三)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
已知:
①C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) ΔH1
②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119kJ·mol1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ·mol1
反应①的ΔH1____kJ·mol1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x___0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是___(填标号)。

A.升高温度            B.降低温度
C.增大压强            D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是__
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