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:150 题号:16017121
我国力争于2030年前做到碳达峰,2080年前实现碳中和。利用CO2合成工业产品是目前的科研热点之一,已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
回答下列问题:
(1)二氧化碳与氢气生成甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为_______
(2)一定条件下。向10L恒容密闭容器中充入lmol CO2(g)和2mol H2(g)发生上述III、IV反应,实验测得反应平衡时CH3OH(g) 、H2O(g)的物质的量与压强的关系如图所示。

①图中表示H2O(g)和CH3OH(g)的物质的量与压强关系的曲线为______________(填“L1”或“L2”)。
②PaMPa时。若反应在5min时恰好达到平衡状态,则反应的平均速率v(CO2)_______;该温度下,反应Ⅲ的化学平衡常数K =_______
(3)不同催化剂对产物的量会产生影响。在其他条件相同时,添加不同催化剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。欲提高单位时同内甲醇的产量,使用催化剂_______效果最好。
催化剂CO2转化率(%)各产物在总产物中的占比(%)
CH3OHCH3CH2OH其他
A30.535.939.624.5
B27.275.622.81.6
C19.880.712.516.8

(4)在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇,该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如* CO2表示CO2吸附在催化剂表面:图中* H已省略)。

上述合成甲醇的反应速率较慢,该反应过程中决速步反应的化学方程式为_______,提高产物中甲醇选择性的方法是_______

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【推荐1】乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有________
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___kPa,该反应的平衡常数Kp=___kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的H2=____(写出用含有H3H4表示的代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应____(选填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。


①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是____
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有____(填字母)。
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式____。该历程的催化剂是____
2022-05-30更新 | 269次组卷
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【推荐2】五氧化二碘是一种重要的工业试剂,常温下为白色针状结晶,可用于除去空气中的一氧化碳。回答下列问题:
(1)已知:2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H1=-75.6 kJ/mol Ⅰ
I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s) △H2=-1377.2 kJ/mol Ⅱ
则表示CO燃烧热的热化学方程式为___________
(2)结合反应Ⅰ和反应Ⅱ分析,在CO转化为CO2的反应中所起的作用是___________
(3)10℃时,某恒容密闭容器中充有足量的I2O5,向该容器中充入CO发生反应Ⅱ,平衡时CO2与充入CO的物质的量关系如图1所示。若降低温度,θ值___________(填“增大”“减小”或“不变”,下同);压缩容器体积,θ值___________

(4)20℃时向装有足量I2O5的2L恒容密闭容器中充入2mol CO,反应达到平衡后固体质量减小8 g。
①该温度下反应的平衡常数K=___________(可用分数表示)。
②图2是CO的平衡转化率随CO2的移出率[×100%]关系。则图中a=___________,b=___________

③由M点变为N点耗时5min,则该段时间内的平均反应速率v(CO)=___________
2022-05-04更新 | 437次组卷
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【推荐3】Xe和F2反应可得三种氟化物,视反应条件而定。下图表述的是将一定浓度的Xe和F2投入到密闭容器中得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。

氟氙化合物生成反应的热力学数据如下表所示:
标准平衡常数
化学反应
523K673K
①Xe(g)+F2(g)→XeF2(g)8.80 × 1043.60×102
②Xe(g)+2F2(g) →XeF4(g)1.07 × 1081.98×103
③Xe(g)+3F2(g) →XeF6(g)1.01×10836

(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g), ,其中=100kPa,PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压)。
(1)Xe和F2生成XeF6和XeF4, 哪个反应放热更多?生成___________的反应放热更多(填“XeF6”或“XeF4”),理由是___________
(2)为有效的制备XeF2___________投料中F2/Xe的比值。(填“提高”或“降低”)
(3)523K时,反应XeF4(g)+ F2(g) XeF6(g)的标准压强平衡常数=___________(保留两位有效数字)。平衡时,F2的分压在___________kPa (取整数)以上时,可使XeF6与XeF4的比值大于10。
(4)523K 时,是否容易发生歧化反应2XeF4(g)→XeF6(g) +XeF2(g)?说明理由。______
(5)氟离子电池是新型电池中的一匹黑马,其结构如图所示:

放电时负极电极反应式为___________。采用固态电解质的氟离子电池大多需要在高达170°C的温度下工作,采用“高温”工作的原因是___________
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