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:297 题号:14635547
CH4‒CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题:
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa):
物质CH4(g)CO(g)H2(g)
燃烧热(ΔH/kJ·mol−1)‒890.3‒283.0‒285.8

则CH4‒CO2催化重整反应的ΔH=___________kJ·mol−1
(2)将原料按初始组成n(CH4):n(CO2)=1:1充入密闭容器中,保持体系压强为100kPa发生反应,达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。

①T1℃、100kPa下,n(平衡时气体):n(初始气体)=___________;该温度下,此反应的平衡常数Kp=___________(kPa)2(以分压表示,列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数,___________点对应的平衡常数最小,理由是___________
(3)其它条件相同,在不同催化剂(A、B)作用下,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CO的产率随反应温度的变化如图:

①在催化剂A、B作用下,它们正、逆反应活化能差值分别用E(A)、E(B)表示,则E(A)___________E(B)(填“>”、“<”或“=”下同)。
②y点对应的()___________z点对应的()
(4)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)。由图可知,75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___________,原因是___________

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(2)氮是重要的化工原料,已知NH3在纯氧中燃烧的能量变化如图。

已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJmol-1,则NH3(g)的摩尔燃烧焓的热化学方程式为_____
(3)NH3的燃烧反应可设计成燃料电池,工作原理如图甲所示。电极a为_____(填“正极”或“负极”);电极b上的电极反应为_____。当共消耗1.568L(标准状况)气体时,通过负载的电子的物质的量为_____mol。

(4)一种肼N2H4燃料电池的工作原理如图乙所示。

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(2)某研究者分别以甲醇和汽油做燃料,实验测得在发动机高负荷工作情况下,汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如所示。

根据图信息分析,与汽油相比,甲醇作为燃料的优点是______
II. 甲醇的合成
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示。

该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的ΔH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)已知: CO(g)+O2(g)= CO2(g)        ΔH1=-283 kJ/mol
H2(g)+O2(g) =H2O(g)               ΔH2=-242 kJ/mol
CH3OH(g) +O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g)       ΔH3=-676 kJ/mol
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) 。该反应的ΔH_____ kJ/mol。
(5)CO与H2反应还可制备CH3OH,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图:

电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则d电极是_________(填“正极”或“负极”),c电极的反应方程式为________
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