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:363 题号:13943353
合成气是一种重要的化工原料气,甲烷、二氧化碳自热重整制合成气的主要反应有:
Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)       ΔH1=+247.3kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)        ΔH2=+206.1kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=___________kJ·mol-1
(2)一定条件下,向VL恒容密闭容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为amol,CO2(g)为bmol,H2O(g)为cmol,此时CO(g)的浓度为___________mol·L-1,反应Ⅲ的平衡常数为___________。(用含a、b、c、V的代数式表示)
(3)不同温度下,向VL密闭容器中按照n(CO2):n(CH4):n(H2O)=1:1:1投料,实验测得平衡时n(H2):n(CO)随温度的变化关系如图所示:

①压强p1p2p3由大到小的顺序为___________,判断的依据是___________
②压强为p2时,随着温度升高,n(H2):n(CO)先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高n(H2):n(CO)变化的原因分别是___________
(4)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:

则A极的电极反应式为___________

相似题推荐

解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐1】Ⅰ.“十四五”规划明确了“碳达峰、碳中和”工作的定位。某科研机构想利用CO2和H2合成燃料。已知:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH2
③C(s)+2H2(g) CH4(g) ΔH3
④2CO(g) C(s)+CO2(g) ΔH4
(1)试写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式为 _______
Ⅱ.CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= - 49kJ·mol-1,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生上述反应,测得的浓度随时间的变化如表所示:
时间/min0351015
浓度/mol/L00.30.450.50.5
(2)H2的平衡转化率=_______。该条件下上述反应的平衡常数K=_______
(3)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是_______。
A.升高温度B.充入He(g),使体系压强增大
C.再充入1molH2D.将H2O(g)从体系中分离出去
(4)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1_______c2(填“>”、“<”或“=”)。
(5)要提高CO2的转化率,可以采取的措施是_______(填序号)。
A.加入催化剂B.增大CO2的浓度C.通入惰性气体D.通入H2
(6)T℃时,向恒容密闭容器中充入CO2和H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H。在使用不同催化剂时,相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。

则催化效果最佳的是催化剂_______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。如果a点已经达到平衡状态,则b点的v_______v(填“>”、“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是_______
2023-03-01更新 | 163次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】氢气还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H=-664.0kJ·mol-1
(1)H2O的电子式为___
(2)已知几种共价键的键能如下:
共价键H-HNNN-OH-O
键能/(kJ·mol-1)436946a464
根据上述数据计算,NO的键能a=___
(3)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kcn(NO)cm(H2)(k为正反应速率常数,只与温度有关。m和n为反应级数,取最简正整数)。
为了探究一定温度下NO、H2的浓度对反应速率的影响,测得实验数据如下:
序号c(NO)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)v/(mol·L-1·min-1)
I0.100.100.414k
II0.100.200.828k
III0.300.103.726k
①v=kcn(NO)cm(H2)中,m=___,n=___
②经研究,有人提出上述反应分两步进行:(a)2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(g);(b)H2O2(g)+H2(g)=2H2O(g)。化学总反应由较慢的一步反应决定。上述反应中,(a)反应较慢,(a)正反应活化能___(填“大于”“小于”或“等于”)(b)正反应活化能。
③1889年,瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果,提出了温度与反应速率常数关系的经验公式:k=A•eEa/RT[k为反应速率常数,A为比例常数,e为自然对数的底数,R为气体摩尔常数,T为开尔文温度,Ea为活化能(kJ•mol-1)]。2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)反应达到平衡后,升高温度,正反应速率常数增大的倍数___(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率常数增大的倍数。
(4)一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入2molNO(g)、2molH2(g)发生上述反应,混合气体压强随时间变化关系如图所示。

①0~5min内N2的平均速率v(N2)=___mol·L-1·min-1
②该温度下,上述反应的平衡常数K=___L·mol-1
③其他条件不变,在10min时向反应体系中再充入1molNO、1molH2,达到新平衡时NO的平衡转化率___(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)工业上,可以采用电化学方法处理NO。以惰性材料为电极,以硝酸铵溶液为电解质溶液并补充NH3,电解反应为8NO+7H2O+2NH35NH4NO3。电解过程中,阳极的电极反应式为___
2020-04-18更新 | 130次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】在一定条件下,CO2可以合成一系列化工原料或燃料,在工农业生产中具有重大意义,根据以下合成过程,回答问题。
(1)目前工业上可用CO2生产甲醇燃料,反应的化学方程式为: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H。
已知:

共价键C=OH—HC—OC—HO—H
键能(KJ·mol-1750436358413463
该反应△H=________KJ/mol。
(2)研究证明。用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示:
   
①对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP= ________
②曲线a表示的物质为H2,理由是________
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是________(列举2项).
④在强酸性电解质水溶液中,以惰性电极电解CO2可得到多种燃料,其原理如图所示,电解时,生成乙烯的电极反应式________
   
(3)工业上利用CO2和NH3反应来制取尿素,反应2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O,在合成塔中不同氮碳比a[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]时二氧化碳转化率(x)如图:
   
①b宜控制在________(填序号)范围内
A. 0.6~0.7       B. 1~1.1       C. 1.5~1.61;
②a宜控制在4.0左右,理由是________
(4)工业上利用CO2和CH3OH反应制取碳酸二甲酯,反应:CO2(g)+2CH3OH(g) CH3OOCOOCH3(g)+H2O(g),在恒温、容积可变的密闭容器中加入1 molCO2, 2molCH3OH+CO2的转化率与反应时间关系如图所示,在反应过程中,若t1时容器体积为1000mL,则t2时容器体积V=" ________" mL。
   
2016-12-09更新 | 333次组卷
共计 平均难度:一般