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:226 题号:15121582
二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳,回答下列问题:
(1)250℃、100 kPa时二氧化碳加氢制甲醇的反应一般认为通过两个步骤来实现,能量变化过程如图所示。

总反应的焓变H=___________kJ·mol-1,写出决速步反应的热化学方程式___________
(2)合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250°C下的x(CH3OH)~p、在p=5×105 Pa下的x(CH3OH)~t如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数表达式Kp=___________
②图中对应等压过程的曲线是___________,判断的理由是___________
③当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α=___________
④A、B、C、D、E中可能表示220℃、6×105Pa时的平衡状态的点是___________,C、D两点的平衡常数分别是KCKDKC___________KD(填“>”“<”或“=”)。

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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解题方法
【推荐1】部分一:化学能与热能
(1)氨催化氧化是硝酸工业的基础,氦气在Pt催化剂作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:
Ⅰ、4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905kJ/mol
Ⅱ、4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH2
已知:
物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJNOO2N2
629496942
则△H2=___________
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
   
可知水煤气变换的ΔH___________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E=___________eV,写出该步骤的化学方程式___________
部分二:化学能与电能
(3)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是___________
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。

①该微生物燃料电池,负极为___________(填“a”或“b”),当电路中有0.5mol电子发生转移,则有___________mol的H通过质子交换膜。
②该电池正极反应式为:___________;负极反应式为:___________
2023-09-21更新 | 133次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx
CH4(g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)==2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:_________________
(2)脱碳。
方法一:在恒容密闭容器中将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①下列条件可以判定该反应到达平衡状态的是_________(填字母)。
A.2v(H2)=v(CH3OH) B.容器内气体的密度不变
C.容器内压强不变                                        D.反应不再释放热量
方法二:让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ∆H,测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)%]的影响如图所示,回答下列问题:

② 图中p1、p2、p3的大小关系是_________________,图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc大小关系是____________
③ 900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V L,CO2的转化率为______(保留一位小数),该反应的平衡常数K=_________
方法三:用NaOH溶液吸收CO2
④在NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,所得溶液中c():c()=4:1,此时溶液的pH=_______。(已知:室温下,H2CO3的K1=4×107,K2=5×1011。lg2=0.3)
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成(NH4)2SO4。(NH4)2SO4水溶液呈酸性的原因是_______________(用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+)____c(NH3·H2O)(填“>”、“<”或“=”)。
2020-02-21更新 | 80次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】(1)工业上可利用“甲烷蒸气转化法”生产氢气,反应为甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下生成一氧化碳和氢气,有关反应的能量变化如图1:

则该反应的热化学方程式_____________________________________
(2)已知温度、压强对甲烷平衡含量的影响如图2,请回答:

①图26-2中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线,其中表示1Mpa的是________
②该反应的平衡常数:600 ℃时________700 ℃(填“>”“<”或“=”)。
③已知:在700 ℃,1 MPa时,1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应,6min达到平衡(如图3),此时CH4的转化率为________________,该温度下反应的平衡常数为______________(结果保留小数点后一位数字)。
④从图3分析,由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是_____________(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”),采取的措施可能是_____________________
(3)以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池,放电过程中,溶液中铵根离子浓度逐渐增大。写出该电池的正极反应式:_________________
2016-12-09更新 | 302次组卷
共计 平均难度:一般