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:0.4 引用次数:652 题号:15294286
碳中和目标背景下,我国加快低碳技术的发展和应用推广,其中二氧化碳碳捕集、利用与封存技术已经成为近期化学研究的热点,回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示:

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:_______
(2)CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.5kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ·mol-1
①在一定条件下,向某1L恒容密闭容器中充入1molCO2和amolH2发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_______(填“m”或“n”),判断依据是_______

②副反应的反应速率v=v-v=kc(CO2)·c(H2)kcm(CO)·cn(H2O),其中k、k分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K=,则m=_______,升高温度时k-k_______(填“增大”减小”或“不变”)。
③在一定温度下,①中的起始总压强为21.2MPa。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度变化如图所示:

已知:CH3OH的选择性=×100%。图中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线为_______(填“X”或“Y”),温度高于280°C时,曲线Y随温度升高而升高的原因是_______。240°C时,反应20min容器内达平衡状态,副反应的K,初始充入H2的物质的量a=_______mol,主反应的平衡常数Kp=_______(MPa)-2(①用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数;②计算结果保留1位小数)。

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【推荐1】空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用制备甲醇
(1)利用铟氧化物催化制取甲醇:。将固定比例的混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管,选择性、转化率随气体流速变化曲线如图示。

制取甲醇时,同时发生反应,气体流速分别为,相同时间内生成的质量,前者________后者(填“大于”“小于”或“等于”)。保持气体流速不变,反应管内温度从升高到,测得出口处的物质的量均减小,可能的原因是__________________
(2)催化加氢制甲醇过程中的主要反应有:
反应i:
反应ii:
反应iii:
①反应iii的_____________,反应iii_____________正向自发进行(填标号);
A.任何温度下都能       B.任何温度下都不能       C.高温下能       D.低温下能
②已知反应i的速率方程为均为速率常数且只与温度有关,x为物质的量分数。则反应i用物质的量分数表示的平衡常数_________(用表示);
③反应iii在下,将按一定比例投料,恒压下平衡状态时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。曲线c代表的物质为_________(填化学式)。温度为时,反应ii的平衡常数_________(结果用分数表示);

Ⅱ.萨巴蒂尔反应合成甲烷
(3)空间站必须给航天员提供基本的生存条件,涉及氧气供给、二氧化碳清除、水处理等.电解水技术除用于供氧外,生成的氢气通过萨巴蒂尔反应,实现了二氧化碳的清除,同时将氢气转化为更安全的甲烷,反应原理为。在恒容密闭容器中加入等物质的量的,分压均为,一定温度下发生萨巴蒂尔反应,随着反应的进行,的物质的量分数________(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”).某时刻测得的分压为,若的反应速率,则同时刻_________(保留2位小数)。
2024-05-14更新 | 107次组卷
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名校
【推荐2】CO、NO2等有毒气体的转化以及氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)CO2NH3为原料合成化肥尿素[CO(NH2)2]的主要反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)            H= -159.47kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)     H=akJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)   H= -86.98kJ·mol-1
a=_______
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g),在合成塔中进行。右图中I、II、III三条曲线为合成塔中按不同氨碳比和水碳比投料时二氧化碳转化率的情况。曲线I、II、III水碳比的数值分别为:
I.0.6~0.7                  II.1~1.1                 III.1.5~1.61

生产中应选用水碳比的数值为__________(选填序号)。
(3)4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图象正确的是_____(填代号)。

(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,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) ΔHT1时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:

时间/min


浓度/(mol/L)
01020304050
NO1.00.580.400.400.480.48
N200.210.300.300.360.36
CO200.210.300.300.360.36
30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是_______(填字母代号)。          
a.加入一定量的活性炭                                        b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积                                        d.加入合适的催化剂
②若30min后升高温度至T2,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率_________(填升高降低”),ΔH___________0(填“>”“<”).        
(5)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/LKOH溶液。电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;请写出通入a气体一极的电极反应式为____________________
2018-01-03更新 | 251次组卷
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【推荐3】对甲烷和CO2的高效利用不仅能缓解大气变暖,而且对日益枯竭的石油资源也有一定的补充作用,甲烷临氧耦合CO2重整反应有:
反应①:     
反应②:     
(l)CO燃烧的热化学方程式为   H=____kJ/mol
(2)一定条件下,将CH4与CO2以体积比1:1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应,下列能说明反应达到平衡状态的有____
A.体系密度保持不变                              B.容器中压强保持不变
C.H2和CO的体积比保持不变                 D.每消耗lmolCH4的同时生成2mol CO
(3)重整反应中存在着副反应产生的积碳问题。加入少量的Na2CO3可不断消除积碳。请用化学方程式表示其反应过程:____
(4)已知甲烷临氧藕合CO2重整反应体系中还有反应③:。在密闭容器中,重整反应①②③在1073K时催化下达到平衡,发现n(H2)/n(CO)<l,请从平衡移动的角度解释原因____。如果投料时增加氧气比例,下列预测可能错误的是____(填编号)。
A.氢气总产量减少            B.反应①的甲烷转化率升高
C.会产生副反应             D.对反应②的平衡无影响
(5)温度对重整反应体系中反应物平衡转化率,平衡时氢气、一氧化碳和水的物质的量影响如图所示。若CH4与CO2的起始投料相等,则起始时n(CH4)=___mol,在1000K时反应③的平衡常数K为____
2019-04-30更新 | 582次组卷
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