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:130 题号:16349616
燃料气主要成分为CO和,利用燃料气合成甲烷反应原理为。回答下列问题:
(1)已知:、CO、的燃烧热分别为,则反应_______
(2)在恒容容器中充入、2molCO,分别在催化剂M、N作用下发生反应,氢气体积分数与反应时间和温度变化关系如图所示:

①据图判断,_______(填“>”“<”或“=”),催化剂催化效果:M_______(填“强于”或“弱于”)N。
②在温度℃下,若在恒压容器中充入4mol、4molCO,则刚达到平衡时体积分数符合上图中的_______(填“a”“b”“c”或“d”)点。
(3)在温度T℃下,向恒容反应器中加入等物质的量的发生反应,开始时总压为72kPa,研究表明的生成速率,某时刻反应处于平衡状态,测得该温度下,,则该时刻_______kPa,_______;该温度下,该反应的化学平衡常数_______(列出表达式,平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数),

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【推荐1】(丙烯)是重要基本有机原料。(丙烷)催化脱氢制C3H6过程如下:
Ⅰ.主反应:   
Ⅱ.副反应:   
回答下列问题:
(1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表:
化学键
能量/436.0413.4344.7
上述主反应的___________
(2)一定条件下,催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应,的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别为)。

时,图中表示体积分数变化的曲线分别为______________________
②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是___________(任写一种)。
(3)在压力(117.5 kPa)恒定,以作为稀释气,不同水烃比[、10、15]时,催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。

①相同温度下,水烃比远大于15∶1时,丙烷的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.丙烷的浓度过低;
ⅱ.___________
②M点对应条件下,若的选择性为60%,则反应的分压平衡常数___________kPa[的选择性]。
(4)利用的弱氧化性,科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3所示。

①反应(ⅱ)的化学方程式为___________
②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___________
(5)研究表明,氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素,如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm,设为阿伏加德罗常数的值。

___________
②该晶体密度是___________(用含n、的代数式表示)。
2024-05-03更新 | 154次组卷
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【推荐2】研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
(1)常温常压下,一些常见物质的燃烧热如表所示:
名称氢气甲烷一氧化碳甲醇
化学式H2CH4COCH3OH
已知:  
  ___________,该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)在氢气还原的催化反应中,可被催化转化为甲醇,同时有副产物CO生成,为了提高甲醇的选择性,某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器,原理如图所示。

保持压强为3MPa,温度为260℃,向密闭容器中按投料比投入一定量,不同反应模式下的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。
实验组反应模式温度/℃的平衡转化率/%的选择性/%
普通催化反应器326021.967.3
分子筛膜催化反应器326036.1100
①分子筛膜催化反应器(恒温恒容)模式中,发生反应,下列说法能作为此反应达到平衡状态的判据的是___________ (填标号)。
A.气体压强不再变化                    B.气体的密度不再改变
C.                D.
②由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下,的转化率明显提高,结合具体反应分析可能的原因:___________
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应中在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在℃时,随压强(p)的变化及在随温度(T)的变化,如图所示。

①图中对应等压过程的曲线是___________(填“a”或“b”),判断的理由是___________
②恒温时(℃),当时,的平衡转化率___________(保留小数点后一位),此条件下该反应的___________。(保留小数点后两位)(对于气相反应,可以用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如下图所示。温度小于900℃时进行电解反应,碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,阳极的电极反应为2CO-4e-=2CO2↑+O2↑,则阴极的电极反应为___________
2023-08-26更新 | 359次组卷
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【推荐3】CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应为
Ⅰ:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)        △H=+247kJ/mol
(1)已知CH4(g)+H2O(g) CO(g)+H2(g)          △H=+206kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式_________
(2)在恒温、恒容的密闭容器中发生反应I,下列选项能够说明反应I达到平衡状态的是______
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1:1:2:2
D.3V(H2)=V(CH4)
E.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)催化合成的温度通常维持在550-750℃之间,从反应速率角度分析其主要原因可能是_________
(4)将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中,发生反应I。100Kpa时,反应I到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。

①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时CO2的体积分数,则______点对应的平衡常数最小,判断依据是__________________点对应的压强最大。
②300℃,100Kpa下,该容器中反应I经过40min达到平衡,计算反应在0-40min内的平均反应速率为v(CO2)=_________mol/min(结果保留两位有效数字),该温度下的压强平衡常数Kp=________
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
2017-06-05更新 | 267次组卷
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