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:911 题号:15993416
将CH4和CO2两种引发温室效应气体转化为合成气(H2和CO),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。
(1)在恒温恒容的密闭容器中通入等物质的量的CH4和CO2,发生反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH>0
①下列描述不能说明该反应达到平衡状态的是___________ ( 填编号)
A.容器内混合气体的密度保持不变
B.容器内压强保持不变
C. CH4和CO的物质的量之比保持不变
D.断裂4molC-H键的同时形成2molC=O
②若要提高反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH>0的平衡混合物中CO的浓度,可以采取的措施是___________ ( 任写一种)。
(2)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如下图所示。

该技术总反应的方程式为___________
(3)甲烷的水蒸气重整可以富集氢气,其反应方程式为:
CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g) ΔH
已知i CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H1 = akJ/mol
ii CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H2 = bkJ/mol
①相同条件下,CH4(g)+H2O(g) 2CO(g)+3H2(g)的正反应活化能Ea(正) =ck/mol,则逆反应的活化能Ea(逆)=___________kJ/mol (用含a、b、 c的字母表示)。
②通过计算机模拟实验,对400~1200°C,操作压强为0.1MPa条件下,不同水碳比(1-10)进行了热力学计算,反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如下图所示。

据模拟实验可知,温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是___________。平衡温度为900°C,水碳比为1时,H2的物质的量分数为0.6,则CH4的转化率为___________,用各物质的平衡分压计算Kp=___________,反应的速率方程为 v=kp(CH4)p-1 (H2) (k为速率常数),此时反应速率v为___________

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【推荐1】丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图。
   
(1)丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。
①为提供反应所需热量,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,则K(主反应)____(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),转化率α(C3H8)_____
②温度升高,副反应更容易发生的主要原因是__________________________________
(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分
别为104 Pa和105 Pa)。
   
①104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是____(填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”)。
②104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_____(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。
该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图。
   
已知:CO和H2的燃烧热分别为△H =-283.0 kJ·mol-1、△H =-285.8 kJ·mol-1
①图中催化剂为______
②298 K 时,该工艺总反应的热化学方程式为_____________________________________
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是__________
2019-03-28更新 | 936次组卷
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【推荐2】苯硫酚()是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上常用氯苯()和硫化氢()反应制备苯硫酚,该反应常伴有副产物苯()生成,发生如下反应:
①主反应:
②副反应:
查阅相关资料可知,
回答下列问题:
(1)在副反应中,反应物的键能总和_______(填“>”、“<”或“=”)生成物的键能总和。
(2)为了提高的转化率,可采取的措施有_______(填一种即可)。
(3)在一定温度下,往容积为的恒容密闭容器中,充入,发生上述反应,时,反应达到平衡,此时测得容器中反应前后混合气体的总压强之比为的物质的量分数为25%。
①副反应中生成苯的物质的量_______
时,_______的转化率为_______%。
③该温度下,主反应的平衡常数_______(写出计算式即可)。
④下列叙述能用来判断上述反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.混合气体的总质量不再随时间改变
B.混合气体的总压强不再随时间改变
C.混合气体的密度不再随时间改变
D.混合气体的相对分子质量不再随时间改变
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【推荐3】为了减少“温室效应”带来的负面影响,法国化学家Paul sabatier研究得出在催化剂作用下能够转化为甲烷,即Sabatier反应:  ;副反应:  ;回答下列问题
(1)若的燃烧热分别为  ,则Sabatier反应的_______
(2)实际化工生产过程中,下列措施能提高转化效率的是_______
a.合适的温度下,适当增大压强
b.增加反应物的体积比
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d.选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积
(3)将原料气按置于密闭容器中在进行 Sabatier反应,测得平衡转化率与压强、温度的关系如图所示,x、y、z、w大小关系为_______

在压强为时,700~800℃范围内,随温度升高,的平衡转化率逐渐增大,其原因是_______
(4)针对“”反应,实验测得正反应速率为,逆反应速率为,其中为速率常数,为平衡常数,则_______(以表示)。
(5)上图中,当温度为500℃、压强为时,针对 Sabatier反应,根据M点计算_______(不考虑副反应,写出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
2024-06-04更新 | 40次组卷
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