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:277 题号:16014187
我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。回答下列问题:
(1)天然气脱硫工艺涉及如下反应:



_______
(2)甲烷与重整制氢是一条全新的转化与制氢技术路线。为了研究甲烷对制氢的影响,理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示:

①图中表示 变化的曲线分别是 ______________。反应达平衡的标志是_______(填标号)。
A.            B. 的体积分数不再变化
C.不再变化                              D.混合气体的密度不再改变
②由图可知该反应的△H _______ 0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是_______
③M点对应温度下,的转化率为 _______;950℃时该反应的 _______
(3)燃料电池的原理如图所示。电池的负极反应式为_______。该电池理论输出电压为0.800 V,则该燃料电池的理论效率为_______(已知:燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比;法拉第常数

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I.在时,已知:



时写出反应生成的热化学方程式:_______。
II.向密闭容器中充入一定量的,保持总压为,发生反应:
(1)能表示此反应已经达到平衡的是_______(填字母)。
A.气体总体积保持不变B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.不再变化D.

(2)当时,的平衡转化率平衡转化率的关系如图:

_______(填“>”或“<”)
②表示当时,的平衡转化率的关系是_______(填“I”或“II”),根据所选曲线写出判断依据_______
③当时,反应达平衡时,的分压为_______,此温度下该反应的分压平衡常数_______(保留2位有效数字)(分压=总压×物质的量分数)。
2024-04-15更新 | 144次组卷
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料。在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−58 kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和−反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表:

物质

CO(g)

CO2(g)

H2(g)

CH3OH(g)

标准生成热(kJ·mol−1)

−110.52

−393.51

0

−201.25


①计算ΔH1=________ kJ·mol−1
②ΔH3________ 0 (填“=”“>”或“<”)。
(2)当合成气的组成比n(H2) /n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示:

①α(CO)随温度升高而________(填“增大”或“减小”)。
②图中p1、p2、p3的大小关系为________,判断的理由是___________________________________________________________________________
(3)在一定条件下由甲醇可以制备甲醚。一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),实验数据见下表:

编号

温度/℃

起始物质的量/mol

平衡物质的量/mol

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

a

387

0.2

0

0

0.08

0.08

b

387

0.4

0

0

c

207

0.2

0

0

0.09

0.09


下列说法正确的是________
A.该反应的正反应是放热反应
B.平衡时容器a中CH3OH的体积分数比容器b中的小
C.若a是容积为1 L的绝热容器,则平衡时a中CH3OH的转化率增大
D.若起始时向容器a中充入0.15molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.1molH2O(g),则反应向正反应方向进行
(4)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:

①c处通入的气体是________
②负极的电极反应式是__________________________________________
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【推荐3】氢气作为一种可再生能源,它的制备一直都是研究的热点。其中甲醇水蒸气重整制氢气包含以下三个反应:
Ⅰ. kJ/mol
Ⅱ. kJ/mol
Ⅲ. 
某课题小组经计算得到三个反应的平衡常数对数值与温度的关系图如下:
   
(1)反应Ⅲ的___________kJ/mol,反应Ⅰ的平衡常数与温度的关系图为___________
(2)在铜基催化剂条件下探究水醇比()以及当水醇比=1时温度对的选择性和CO物质的量分数的影响,结果分别如下:
   
①下列说法正确的是___________
A.根据图1,重整制氢的反应温度一般控制在450K~600K之间,可能是要保证甲醇的转化率并控制有适量的CO的含量,有利于维持合适的温度。
B.根据图2,反应过程中,水醇比增加可能会消耗更多的能量。
C.反应不能由体系密度不变来判定达到平衡。
D.催化剂只会对某一个反应有催化作用,所以对某种产物具有选择性。
②根据图3,当温度大于220℃时,选择性下降而CO的含量上升可能的原因是:___________
(3)在某压强P1下,甲醇转化率随温度变化如图所示,
①请画出压强P2下,P2<P1,相同时间,甲醇转化率随温度变化图___________
②260℃时,P1压强下,充入等物质的量的甲醇和水,保持压强不变体系达平衡时,,反应Ⅲ的___________
   
2023-05-04更新 | 382次组卷
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