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:0.65 引用次数:98 题号:16663222
在298K时,研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有:

Ⅰ、C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1=+136kJ·mol-1
Ⅱ、C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2=+177kJ·mol-1
Ⅲ、C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH3=+430kJ·mol-1
Ⅳ、CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH4
已知:298K时,相关物质的相对能量如图1所示。根据以上信息和数据进行回答下列问题。
(1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH4=___________kJ·mol-1
②下列描述正确的是___________(填字母)。
A.升高温度反应Ⅰ的反应速率和平衡常数均增大
B.反应Ⅲ有助于乙烷脱氢,有利于乙烯生成
C.恒温恒压下通入惰性气体,反应Ⅰ的平衡正向移动
D.反应Ⅳ中当压强恒定不变时,该反应达到平衡状态
E.以上四个反应中,ΔH不变时,以上反应均达到平衡状态
(2)CO2和C2H6按物质的量1∶1投料,在923K和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响,所得实验数据如表:
催化剂转化率C2H6/%转化率CO2/%产率C2H4/%
催化剂X19.037.63.3

结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO2氧化C2H6的主要产物是___________,判断依据是___________
(3)H2可以用碳和水蒸气反应制取,反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0。一定条件下达到平衡时,温度、压强对H2产率的影响如图1所示。

①X表示___________(填“温度”或“压强”),L1___________L2(填“>”“<”或“=”)。
②已知CO与H2能合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在恒压容器中,曲线X、Y、Z分别表示在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇气体的过程,控制不同的原料投料比,CO的平衡转化率如图2所示:若温度为T3时,体系压强保持50aMPa,起始反应物投料比n(H2)/n(CO)=3:2,则该反应的压强平衡常数KP的计算式为___________。(KP表示生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值,某物质的分压=总压强×该物质的物质的量分数)。

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【推荐1】氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g)   ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)   △H=- 393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g)   ΔH= +181 kJ/mol
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______;下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)_________
a.增大容器压强     b.升高温度     c.使用优质催化剂     d.增大CO的浓度
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/molT1/℃T2/℃
05 min10 min15 min20 min25 min30 min
NO2.01.160.800.800.500.400.40
N200.420.600.600.750.800.80
①0~5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=______,该条件下的平衡常数K=________
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1_______ T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应_______移动(填“正向”“逆向”或“不”);最终达平衡时NO的转化率a=______________
(3)在25 ℃下,向浓度均0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成_____沉淀(填化学式),当两种沉淀共存时,溶液中c(Mg2+)/c(Cu2+)=__________(已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
2018-08-22更新 | 1588次组卷
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【推荐2】丙烯是工业上合成精细化学品的原料,随者天然气和页岩气的可用性不断提高,丙烷脱氢和丙烷氧化脱氢受到人们越来越多的关注。
(1)已知、丙烷()和丙烯()的燃烧热分别是,则丙烷脱氢反应的热化学方程式为   _______。该反应在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)时能自发进行。
(2)北京交通大学王熙教授团队制备了一种新型含氧硼氮纳米管()用于高效丙烷氧化脱氢反应,其主要副产物是经反应生成的乙烯()和甲烷()。
①一定温度下,向恒容容器中充入一定量,在BONNTs催化作用下,发生上述反应制备,下列情况表明反应达到平衡状态的是_______
A.气体密度不再改变
B.混合气体平均摩尔质量不再改变
C.体系压强不再改变
D.单位时间内消耗的物质的量与生成的物质的量相等
②T℃下,在2L容器中充入后达到平衡状态时,转化率为50%,选择性为80%,则的消耗速率_______,丙烷脱氢反应的平衡常数K=_______。(已知选择性)
(3)①在BONNTs催化作用下,反应相同时间后,产率与温度关系曲线如图所示,最佳反应温度是_______,理由是_______

②温度高于T℃时,生成的反应机理分别如下图甲和乙所示,则该温度范围内选择性降低的原因是_______
2022-06-29更新 | 462次组卷
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【推荐3】在工业生产中用N2和H2合成NH3“N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0”,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=akJ·mol1(a>0)
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH2=-bkJ·mol1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-ckJ·mol1
若有34g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为__
(2)合成NH3达到平衡后,某时刻改变下列条件__(填字母),在达到新平衡的过程中正反应速率始终增大。
A.升温B.加压
C.增大c(N2) D.降低c(NH3)
(3)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示起始时H2物质的量)

①图象中T2和T1的关系是:T2__T1(填“>”“<”“=”或“无法确定”)。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是__(填字母)。
③若容器容积为1L,b点对应的n=0.15mol,测得平衡时H2、N2的转化率均为60%,则平衡时N2的物质的量浓度为__mol·L1
(4)一定温度下,将2molN2和4molH2置于1L的恒容密闭容器中反应,测得不同条件、不同时间段内合成NH3反应中N2的转化率,得到数据如下表:
时间
N2转化率
温度
1小时2小时3小时4小时
T130%50%80%80%
T235%60%ab
上表中a、b、80%三者的大小关系为___。(填“>”“=”“<”或“无法比较”)
2019-12-21更新 | 37次组卷
共计 平均难度:一般