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:192 题号:15057640
我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。而研发二氧化碳的碳捕捉和碳利用技术则是关键。通过各国科技工作者的努力,已经开发出许多将回收利用的技术,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
(1) 在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。


获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
Ⅰ.(g)+CO2(g) (g)   
Ⅱ.加氢生成乙二醇与甲醇
①步骤Ⅱ的热化学方程式是___________
②研究反应温度对加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/转化率/%乙二醇产率/%
16023.823.2
18062.160.9
20099.994.7
22099.992.4
由上表可知,温度越高,的转化率越高,原因是___________。温度升高到时,乙二醇的产率反而降低,原因是___________
(2)多晶是目前唯一被实验证实能高效催化还原为烃类(如)的金属。如图1所示,电解装置中分别以多晶为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,反应前后浓度基本保持不变,温度控制在左右,生成的电极反应式为___________

(3) 反应如果用作为催化剂,可以得到含有少量甲酸的甲醇。为研究催化剂的催化效率,将催化剂循环使用,相同条件下,随着循环使用次数的增加,甲醇产量如图2所示,试推测甲醇产量变化的原因:___________。(已知的性质与相似)

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【推荐1】研究脱除烟气中的SO2、NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。
(1)烟气中的NO可在催化剂作用下用NH3还原。氮的固定反应的相对能量变化如图所示:

①图中两个反应的起始反应物的总能量大小_______(填“相等”“不相等”或“无法判断”)。已知,则_______
②其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下在1L的密闭容器中通入发生反应,测得反应相同时间时NO的去除率与温度的关系如图所示。

使用催化剂X,当温度高于320℃时,NO的去除率逐渐下降,其原因是_______。根据图象,_______(填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数,其理由是_______
(2)是一种新型的烟气脱硝技术,存在反应。将混合后置于一容积固定的密闭容器中,起始时气体压强为,在500℃时上述反应达到平衡,气体压强为
①达到平衡时该反应的正反应速率_______(填“大于”或“等于”)0。
②此条件下反应的平衡常数_______(为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
2022-06-29更新 | 104次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】大气污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。
(1)汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物是大气污染物。
①使用稀土等催化剂能将CO、NO转化成无毒物质。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·mol1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH2=-221 kJ·mol1
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH3=-393.5 kJ·mol1
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式:_____________________
②醛类、O3、PAN(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图1所示。请你根据光化学烟雾的形成原理,对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议:________________________________
   

图1                                        图2


(2)利用NH3催化还原氮氧化物(SCR技术)是目前应用广泛的烟气脱硝技术。SCR技术的主要反应之一为4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1627.2 kJ·mol1。NO和NH3在有氧条件及Ag2O催化作用下,当反应温度升高到550~700 ℃,NO转化率明显下降,NO2产率明显上升(见图2)的可能原因是__________________________。(用化学方程式表达)
(3)目前,科学家还在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图3,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。
      



①写出该脱硝原理总反应的化学方程式_____。(已知NO与C2H4体积比为3:1)
②为达到最佳脱硝效果,应选择的条件是_________________________________
(4)NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的反应达到平衡后,20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如下图5所示的变化,则改变的条件可能是________(填字母)。
A.加入催化剂         B.降低温度         C.增加CO2的量          D.缩小容器体积
      

图5                                             图6


(5)在一定条件下,将SO2和NO2通入绝热恒容密闭容器中,发生反应:SO2(g)+NO2(g) SO3(g) +NO(g),正反应速率随时间变化如图6所示。由图可得出的正确结论是___(填字母)
A.反应在c点达到平衡状态               
B.反应物浓度:b点小于c点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
2019-10-18更新 | 98次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】Ⅰ.金刚石和石墨燃烧,氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。

(1)在通常状况下,金刚石和石墨中_______(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH_______
(2)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol-1、497kJ·mol-1;N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0kJ·mol-1,NO分子中化学键的键能为_______ kJ·mol-1
Ⅱ.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=akJ·mol-1,反应过程的能量变化如图所示,已知1molSO2(g)完全转化为lmolSO3(g)放热99kJ。请回答:

(3)Ea的大小对该反应的ΔH_______(填“有”或“无”)影响。该反应常用V2O5作催化剂,加入V2O5会使图中B点_______(填“升高”、“降低”或“不变”)。
Ⅲ.由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
(4)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2
③TiO2(g)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=_______。(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
Ⅳ.已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如表,请回答下列问题。
实验编号反应温度加入0.1mol/LNa2S2O3溶液的体积加入0.1mol/LH2SO4溶液的体积加入水的体积出现浑浊的时间
mLmLmLs
20220t1
402V10t2
2012V2t3
(5)实验①②研究的是_______对化学反应速率的影响,V1=_______
(6)实验①③研究的是_______对化学反应速率的影响,V2=_______
(7)t1t2t3由大到小的顺序是_______
Ⅴ.不同的化学反应具有不同的反应热,人们可以通过不同的方法获得反应热数据,可以实验测定,也可以理论推算。
(8)在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O(1)时释放的热量叫中和热,中和热△H=-57.3kJ·mol-1,某化学兴趣小组用50mL0.55mol·L-1盐酸、50mL0.50mol·L-1NaOH溶液进行中和热测定,计算结果△H=-58.2kJ·mol-1,其原因可能是:_______。
A.盐酸与NaOH溶液混合后立即记录温度
B.分三次将盐酸溶液缓慢倒入NaOH溶液中
C.用量筒量取NaOH溶液时仰视读数
D.误将醋酸当成盐酸使用
(9)若选用硫酸和氢氧化钡的稀溶液做中和热测定实验(操作无误),测定结果△H_______57.3kJ·mol-1(填“>”“=”或“<”)
2022-07-22更新 | 262次组卷
共计 平均难度:一般