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:161 题号:14977013
合成氨工业结束了人类依靠天然氮肥的历史,解决了人类的粮食问题。氨气广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域,极大地影响了人类的发展历史。
(1)以为原料合成尿素[CO(NH2)2]的主要反应如下:


写出合成尿素和水蒸气的热化学反应方程式___________
(2)工业合成氨的反应原理为时该反应的能量变化如图1所示,图中曲线___________(填字母)表示加入催化剂的能量变化曲线,催化剂能加快反应速率的原因是___________。科学工作者发现一种优良的合成氨催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料,反应的部分历程如图2所示,则该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)___________,对应步骤的化学方程式为___________

(3)在实际生产中,合成氨工艺常用条件为铁触媒作催化剂、控制温度、压强,原料中N2和H2的物质的量之比为1∶2.8.下列关于合成氨工艺的叙述,正确的是___________(填字母)。
a.平衡后再通入N2,当重新达到平衡时,N2在混合气中的体积分数减小
b.控制温度(500℃)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和较快的反应速率
c.分离空气得到的N2须净化处理,以防止催化剂活性降低
d.原料气中N2过量,是因为N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率
(4)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度和压强下开始反应,并用压力计检测容器内压强随反应时间的变化如下:
反应时间/051015202530
压强/16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60

时,该反应_______(填“>”、“=”或“<”),该反应的平衡常数表达式K=_______。从反应开始到25min时,用H2表示的平均反应速率_______

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【推荐1】一定条件下铁可以和CO2发生反应: Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);△H>0

(1)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,求8分钟内CO的平均反应速率v(CO)=______________
(2)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是___(填序号)。
A.升高温度       B.增大压强       C.充入一定量氮气       D.再加入一些铁粉
(3)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入少量的CO2,则CO2的转化率将______________(填“增大”、“减小”、“不变”)
(4)铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛。
①FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,可得含FeCO3的浊液。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,固体表面会变为红褐色,写出由FeCO3生成红褐色物质的反应的化学方程式:____________________
②高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。高铁酸钠生产方法之一是:强碱性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物,该反应的离子方程式为___________________________
(5)已知:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);△H=-566 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) =2H2O(g);△H=-483.6 kJ·mol-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:___________________
2016-12-09更新 | 211次组卷
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【推荐2】氨是合成尿素的重要原料,也可进行脱硝,减少NOx对环境的污染。请回答下列问题:
(1)在一定条件下NH3与NO反应生成无污染气体。
已知:①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=−905 kJ·mol−1
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol−1
NH3(g)与NO(g)在一定条件下反应的热化学方程式为_______
(2)某科研小组利用反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0模拟工业合成尿素。向5 L的恒容密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,保持温度不变,反应经50分钟达到平衡。
①平衡时测得容器中c(CO2)=0.1 mol·L−1,则反应从开始到达到平衡时,平均化学反应速率v(CO2)= ___,化学平衡常数K=___(保留小数点后两位)。
②以下表述能说明上述反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气的密度不再变化                                 B.2υ(NH3)= υ(H2O)
C.气体的平均相对分子质量不再变化                 D.混合气的压强不再变化
③下图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到15 min 时,若迅速将体系升温,请在图中画出15~50 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线。________________

④若在平衡状态时,保持温度不变,再向容器中加入2.0 mol NH3和1.0 mol H2O(g),则化学平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为:CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。

A电极连接电源的_______极(填“正”或“负”)。
②A电极的电极反应式为___________________________
2019-05-16更新 | 137次组卷
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【推荐3】二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注,其综合利用是目前研究的重要课题之一,试运用所学知识,解决以下问题:
(1)CH4—CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1
反应②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) H3=-36.0kJ·mol-1
反应④O2(g)+H2(g)H2O(g) H4=-241.8kJ·mol-1
H1=____kJ·mol-1
一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1100K时,CH4与CO2的转化率分别为90%和95%,图中b代表产物____。当温度高于900K,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是____

(2)工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H<0,在一定条件下,将1molCO和2molH2通入体积为2L的密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:

①下列描述能说(明该反应处于化学平衡状态的是____(填字母)。
A.CO的体积分数保持不变            B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等
C.v(CH3OH)=2v(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,M点时该反应的平衡常数为____
③X轴上a点的数值比b点____(填“大”或“小”),图中Y轴表示____
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-,装置如图所示。

①在该装置中,右侧Pt电极的电极反应式为____
②装置工作时,阴极除有HCOO-生成外,还可能生成副产物降低电解效率。
已知:电解效率=×100%,标准状况下,当阳极生成氧气体积为448mL时,测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L,电解效率为____(忽略电解前后溶液的体积变化)。
2022-03-06更新 | 172次组卷
共计 平均难度:一般