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:0.65 引用次数:195 题号:16109450
当今中国积极推进绿色低碳发展,力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:
反应II:
(1)①一定条件下,一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为:           H =___________ kJ·mol-1
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为120 kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为___________ kJ·mol-1
(2)有研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料作催化剂可以提高CO2还原合成甲醇的选择性。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入一体积为2L的恒温密闭容器中,发生反应3H2(g) + CO2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H< 0。测得起始压强为70MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。

①图中虚线A、B为改变某一条件时的变化,与实线相比,虚线A改变的条件可能是___________,虚线B改变的条件可能是___________
②该反应在0—4min内H2O的平均反应速率为___________(保留2位有效数字)。
③计算该条件下(实线)的Kp___________MPa-2 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数);
(3)中科院福建物质结构研究所基于CO2和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示。该装置充电时,阳极的电极反应式为______

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【推荐1】合成气(CO、)可用于合成低碳烯烃和甲醇等化工产品。回答下列问题:


(1)用天然气制备合成气的原理如下:

   

该反应的压强平衡常数(Kp)随温度的变化如下表:

温度/℃

700

750

800

850

900

1.00

5.23

根据热力学状态函数自由能(∆G)的数学表达式:(R为大于0的常数,T为热力学温度),可以推知当温度超过___________℃时,该反应才有可能发生。


(2)用转炉熔渣(未冷却)制备合成气时,涉及反应如下:

Ⅰ.   

Ⅱ.   

Ⅲ.   

反应温度与的关系如图所示。

___________0(填“>”“<”或“=”)。

②反应:___________(用表示)。

③用转炉熔渣制取合成气的优点是___________


(3)在三个密闭容器中,按起始物质的量之比,将CO和充入容器中,在不同的温度和压强下,发生反应:。CO的转化率与温度的关系如图所示:

___________(填“>”“<”或“=”);反应速率___________(填“>”“<”或“=”)。

②X点处,该反应的平衡常数为___________(用平衡分压表示,分压等于总压乘以物质的量分数)。

③提高CO的转化率除改变温度和压强外还可采取的措施是___________(任写一条)。

2024-03-29更新 | 61次组卷
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【推荐2】减少污染、保护环境是当前全世界最热门的课题,习近平主席在中共中央政治局第六次集体学习时强调,要清醒认识保护生态环境、治理环境污染的紧迫性和艰巨性。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol1;C(s)+1/2O2(g)=CO(g)     ΔH2=-110.5 kJ·mol1则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为__________
②可以用含下列那些物质的洗涤剂来洗涤含SO2的烟气_________(填序号):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

① M、N两点平衡状态下,容器中所有物质的总的物质的量之比为:n(M):n(N)=____
②若M、N、Q三点的平衡常数为KM、KN、KQ,则三者大小关系为_________。(用>,=,<表示)
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为________________
②电化学降解NO3-的原理如前图所示,若总反应为4NO3-+4H+=5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为___________________
2019-11-25更新 | 48次组卷
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【推荐3】利用高效铜基催化剂,可以实现催化加氢合成甲醇。该技术是重要的碳捕获利用与封存技术,为我国碳达峰和碳中和目标提供技术支撑。回答下列问题:
(1)已知:反应Ⅰ.    kJmol
反应Ⅱ.    kJmol
则反应Ⅲ.等于______,该反应能自发的条件是______(填“低温”或“高温”)。
(2)保持温度不变,向体积恒定为2L的密闭容器中,充入2.0 mol 和6.0 mol ,发生反应Ⅲ测得的物质的量如下表所示:
时间/min02468
/mol2.01.51.21.01.0
①2~4 min内,用表示的化学反应速率______
②6 min时,的消耗速率______的生成速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
③写出既能加快反应Ⅲ的反应速率,又能提高反应Ⅲ中转化率的措施:____________(写出一条即可)。
(3)在不同条件下,按起始量的配比发生反应Ⅲ。如图表示保持压强不变,不同温度时平衡体系中甲醇的物质的量分数。若210℃到达平衡时容器的体积为1L,则该温度下反应Ⅲ到达平衡的转化率______,反应的平衡常数______
   
(4)铜基催化剂可以用铜的氧化物制备。如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图,该氧化物的化学式为______。已知该晶胞参数为b nm,为阿伏加德罗常数,则该晶胞密度为______g/cm
   
2023-07-07更新 | 60次组卷
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