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 > 盖斯定律的应用
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:149 题号:17279785
化学反应过程中除物质变化外,还伴随能量转化。按要求回答下列问题:
(1)荷兰埃因霍温大学学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在催化剂钴表面上反应Ⅰ的反应历程,如图所示,其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。

该历程中最大能垒E=_______ kJmol-1,写出该步骤的化学方程式:_______
(2)推动煤炭清洁高效利用是未来煤炭利用的发展方向,其中煤制天然气(主要成分甲烷)能对燃气资源有重要补充作用。在催化剂作用下,其涉及的主要反应如下:
   
   
   H3
H3=_______ kJmol-1
(3)一种甲烷催化重整与新型熔融碳酸盐燃料电池综合应用技术的原理如下图所示。

①写出甲烷催化重整的化学方程式_______
②写出该装置中原电池正极的电极反应_______
③电池工作时,向电极_______移动(填写“A”或“B”);用该电池做电极精炼铜的电源,每消耗1molO2的同时能精炼出_______mol的精铜。

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【推荐1】乙酸是最重要的有机酸之一,主要用于生产乙酐、乙酸酯及乙酸纤维素等。
Ⅰ.乙酸的制备可通过人工合成和细菌发酵两种方法。
(1)目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备。反应如下:CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l)        △H<0。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH和0.20mol的CO气体、测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。

①恒温恒压下,不能说明上述反应达到平衡状态的是_______
A.容器内混合气体的密度保持不变
B.CH3OH的体积分数保持不变
C.CH3COOH的物质的量保持不变
D.v(CO)=v(CH3OH)
②在T2温度时、从反应开始至5min时,用单位时间内物质的量变化表示乙酸的化学反应速率为______mol•min-1
③温度为T1时,上述反应已达到平衡,若此时保持容器体积不变,再通入0.10molCH3OH和0.10molCO的混合气体,再次达到平衡,CO的转化率______80%(填“>”,“=”或“<”)。
④温度由T1到T2,经历5min时,CH3OH的转化率增大的原因是______
Ⅱ.乙酸制氢具有重要意义,制氢过程发生如下反应:
热裂解反应Ⅰ:CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g)
脱羧基反应Ⅱ:CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g)
(2)已知反应:CH4(g)+CO2(g)CO(g)+H2(g)       △H,由图所示,△H=________kJ•mol-1(用图1中有关E的代数式表示)。

(3)在容积相同的密闭容器中,加入等量乙酸蒸气制氢,在相同时间测得温度与气体产率的关系如图2所示。
①约650℃之前,氢气产率低于甲烷的原因是_______

②分析图像,该容器还发生了其他的副反应,理由是_______
③若保持其他条件不变,在乙酸蒸气中掺杂一定量水,氢气的产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示可能发生的反应:_______
(4)在一定温度下,利用合适的催化剂制氢,发生热裂解反应Ⅰ和脱羧基反应Ⅱ,达到平衡时,总压强为pkPa,乙酸体积分数为20%;若热裂解反应消耗的乙酸占总的乙酸的20%,则脱羧基反应Ⅱ的平衡常数Kp_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。
2024-03-24更新 | 108次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】煤的气化和天然气净化过程中会产生H2S,将其吸收与转化是环境保护和资源利用的有效措施。回答下列问题:
(1)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S,生成的含硫物质主要是_______(填化学式)。H2S的Ka1=1.3×10-7Ka2=7.1×10-15;H2CO3Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11)。
(2)电解氧化法处理H2S的原理是:在氧化反应器中,利用Fe3+氧化H2S;在电解反应器中实现Fe3+的再生,并副产氢气,总反应为H2S(g)S(s)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质H2S(g)S(s)H2(g)
燃烧热∆H/(kJmol-1)-562.0-296.8-285.8
则ΔH=___________kJ·mol-1
(3)工业上采用C6H5C1和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH),同时有副产物C6H6生成:
I.C6H5Cl(g)+H2S(g)C6H5SH(g)+HCl(g) ΔH=-16.8 kJmol-1
II.C6H5Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g) +S8(g)
使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器,定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量,得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。

活化能较大的是反应_______(填“I”或“II”),根据图中曲线判断,下列说法正确的是_________(填标号)。
A.500℃~540℃反应I已经达到平衡
B.590℃以上,随温度升高,反应I平衡逆向移动
C.590℃以上,随温度升高,反应I消耗H2S减少
D.645℃,反应I、II速率相等
(4)H2S高温裂解转化为H2和硫蒸气。维持体系压强为 100 kPa,反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。

①H2S高温裂解反应的ΔH______0(填“>”或“<”)。曲线c代表的物质是________(填化学式)。
②反应温度为1300℃时,H2S的平衡转化率为_________反应的平衡常数Kp=________(计算结果保留1位小数)。
2021-01-16更新 | 563次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】NO和CO都是汽车排放尾气中的有害物质,需要进一步处理和利用。
(1)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为N2
反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H = -746 kJ·mol1
反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H = -1200 kJ·mol1
写出CO将NO2还原为NO的热化学方程式__________________
(2)在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO,发生上述反应I,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

回答下列问题:
①温度:T1_________T2(填“<”或“>”)。
②某温度下,在体积为2 L的密闭容器中,反应进行10分钟放出热量373 kJ,用CO的浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=_____________。图中A~G点中,正反应速率最快的是______点(填序号)
③某温度下,反应达到平衡状态D点时,容器体积为2 L,此时的平衡常数K =_____(结果精确到0.01);
(3)工业上可以利用CO与H2反应合成甲醇:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) H。若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
容器反应物投入量反应物的转化率CH3OH 的浓度(mol/L)能量变化(Q1、Q2、Q3均大于0)
11molCO 和2molH2a1%c1放出Q1KJ 热量
21molCH3OHa2%c2吸收Q2KJ 热量
32molCO 和4molH2a3%c3放出Q3KJ 热量
①该反应的H为_________;(用带Q1、Q2或Q3的式子表示)
②下列关系一定正确的是(      )
A. c1= c2          B. a1 >a3       C.a1=a2     D. 2Q1 < Q3
2020-01-16更新 | 99次组卷
共计 平均难度:一般