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:314 题号:14766882
“绿水青山就是金山银山”,研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-114kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+181kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K=,该反应的热化学方程式为___________
(2)T℃时,存在如下平衡:2NO2(g) N2O4(g)。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:v=kc2(NO2),v=kc(N2O4)(kk是速率常数),且lgv~lgc(NO2)与lgv~lgc(N2O4)的关系如图所示。

①图中表示lgv~lgc(NO2)的线是___________(填“I”或“II”)。
②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,则平衡时,v=______(用含a的表达式表示)。
③T℃时,该反应的平衡常数K=___________L/mol。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。将浓度恒定的NO废气以固定流速通过下图的反应器。分别用两种不同热解温度的煤焦,测定NO的脱除率。

已知:i.两种不同热解温度500℃、900℃下获得的煤焦分别用S—500、S—900表示。
ii.煤焦表面存在的官能团有利于NO的吸附。热解温度高,煤焦比值小,表面官能团少。
iii.NO的脱除主要含吸附和化学还原两个过程。

①由图可知:相同温度下,S—500对NO的脱除率比S—900的高,结合表格数据分析其可能原因是_____________
煤焦元素分析(%)比表面积
(cm2∙g-1)
HC
S-5002.7680.79105.69
S-9000.8284.268.98

②由图可知:350℃后,随着温度升高,NO的脱除率增大的原因是___________

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【推荐1】SO2、NOx的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2,催化还原SO2不仅可以消除SO2污染,而且可以得到有价值的中单质硫,采取氨水吸收NOx的方法去除NOx的污染,生成硝酸铵。
(1)已知CH4和S的燃烧热分别为a kJ/mol和bkJ/mol。在复合组分催化剂作用下,甲烷可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态水,该反应的热化方程式为___________
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图甲所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示:
   
分析可知X为___________(写化学式);0-t1时间段的反应温度为___________,0-t1时间段用SO2表示的化学反应速率为___________
(3)焦炭催化还原SO2生成S2的化学方程式为 2C(s)+2SO2 (g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容容器中,浓度为1mol/L的SO2与足量焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图丙所示。700℃时该反应的平衡常数为___________
   
(4)25℃时,用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为___________。(已知:H2SO3的电离常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8)
(5)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水里生产硝酸和氨。阳极室得到的物质是___________,写出阳极反应方程式___________;阴极室得到的物质是___________,写出阴极反应及获得相应物质的方程式______________________
2023-10-09更新 | 63次组卷
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【推荐2】CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)N2(g)+CO2(g) H,在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
浓度/(mol/L)/\时间/min010203040
NO2.01.160.400.400.6
N200.420.800.801.2
CO200.420.800.801.2
①根据图表数据分析T1 ℃时,该反应在0~10 min内的平均反应速率v(NO)=_____mol·L-1·min-1;计算该反应的平衡常数K=_______
②若30 min后只改变某一条件,据表中的数据判断改变的条件可能是_____(填字母编号)。
A.通入一定量的NO            B.适当缩小容器的体积 
C.加入合适的催化剂            D.加入一定量的活性炭 
③若30 min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:3:3,则达到新平衡时NO的转化率_______(填“升高”或“降低”),H______0(填“>”或“<”)。 
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出CH3OCH3(g)和H2O(g)转化为CO2(g)和H2(g)的热化学方程式_______
(3)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为:_______
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(HCO)∶c(CO) =______。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
②欲用1LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4(233 g/moL)固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_____。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp (BaCO3)=1×10 -10]。(忽略溶液体积的变化)
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【推荐3】一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:
             
             
             

_______(用表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比平衡转化率的影响如图所示。

①a_______3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数_______(填“>”、“<”或“=”)。
②300℃,往6L反应容器中加入,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为_______
(3)中科院兰州化学物理研究所用催化加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含等副产物,反应过程如图。

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂转化率(%)各产物在所有产物中的占比(%)
其他
Na42.535.939.624.5
K27.275.622.81.6
Cu9.880.712.56.8
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在中添加_______助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是_______
②下列说法正确的是_______
a.第ⅰ步所反应为:
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.使加氢合成低碳烯烃的减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。

①b极接的是太阳能电池的_______极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式_______
2022-05-30更新 | 227次组卷
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