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:69 题号:17159652
将CO2转化为有经济价值的产物,可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,实现“碳中和”。请回答:
(1)CO2转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   △H=+41kJ/mol
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H=-90kJ/mol
①写出CO2(g)合成CH3OH(g)总反应的热化学方程式___________
②能说明反应CO(g)合成CH3OH(g)总反应已达平衡状态的是___________(填字母)。
A.CO2、H2、CH3OH分子数之比为1:3:1的状态
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的密度不再变化
③在一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生CO2合成CH3OH的总反应,测得10min达到平衡时氢气的平均速率为0.12mol/(L·min),则该反应的平衡常数为___________(保留一位小数)。
(2)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)   △H<0。
①达到平衡后,欲增加乙烯的产率,并提高反应的速率,可采取的措施___________(写出其中符合条件的一种)。
②如图所示,关闭活塞,向甲乙两个密闭容器分别充入lmolCO2和3molH2,发生反应CO2催化加氢生成乙烯,起始温度体积相同(T1℃、4L密闭容器)。达到平衡时,乙的容器容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量___________0.2mol(填“大于、小于、等于、无法确定”)。

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【推荐1】CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) H=+44kJ•mol-1
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=___kJ•mol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___(填选项字母)。
A.高温低压       B.低温高压       C.高温高压       D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol
I(恒温恒容)2600
II(绝热恒容)0022

达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:

①曲线b、c表示的物质分别为______(填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___
2020-02-03更新 | 110次组卷
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【推荐2】含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续发展。结合相关信息,回答:
(1)科学家用做催化剂,可将和H2O转化为甲烷。已知有关化学反应的能量变化如图所示,则该转化反应的热化学方程式为___________

(2)用惰性电极电解溶液,可将空气中的转化为甲酸根,然后进一步可制得化工原料甲酸。发生反应的电极反应式为___________,若电解过程中转移1mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为___________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g) (g)+CO(g)+H2O(g)
其反应历程如下:

①由原料到状态Ⅰ___________(填“放出”或“吸收”)能量。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和,起始压强为,平衡时容器内气体总物质的量为5mol,乙苯的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数___________
③乙苯平衡转化率与的关系如下图所示,解释乙苯平衡转化率随着变化而变化的原因___________
2021-04-24更新 | 309次组卷
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名校
【推荐3】CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)CO2的电子式是_____
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
(g)+CO2(g)+3H2(g)→(g)+CH3OH(g) ∆H=-131.9kJ∙mol-1
(g)+H2(g)→C2H5OH(g)+H2O(g) ∆H=-94.8kJ∙mol-1
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I、(g)+CO2(g)→(g) ∆H=-60.3kJ∙mol-1
Ⅱ、EC加氢生成乙二醇与甲醇
①步骤Ⅱ的热化学方程式是_____
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/℃EC转化率/%产率/%
乙二醇甲醇
16023.823.212.9
18062.160.931.5
20099.994.762.3
22099.992.446.1
由上表可知,温度越高,EC的转化率越高,原因是_____。温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是_____
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下所示,电极a接电源的_____极(填“正”或“负”)。生成甲醇的电极反应式是_____

(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是_____(填序号)。
a.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子
c.选择高效的催化剂
2023-12-28更新 | 76次组卷
共计 平均难度:一般