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:148 题号:17318781
在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,减少排放实现的有效转化成为科研工作者的研究热点。根据以下几种常见的利用方法,回答下列问题。
I.以作催化剂,采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ii.在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
①主反应:   
②副反应:   
(1)某温度下,在恒容反应器中,能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.分别用表示的速率之比为3:1
B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.混合气体的密度不变
D.的分压之比不变
(2)a.选择性随气体流速增大而升高的原因可能是_______。(已知:选择性)
b.某温度下,的混合气体以不同流速通过恒容反应器。气体流速增大可减少产物中的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:_______
(3)反应①、②的(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。

升高温度,反应的化学平衡常数_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2mol和4mol,只发生反应①和反应②,初始压强为
a.在230℃以上,升高温度的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______
b.在300℃发生反应,反应达平衡时,的转化率为50%,容器体积减小20%。则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=_______(保留两位有效数字)。
II.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.
ii.
上述反应中为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图1所示:

(5)干重整反应的速率由决定_______(填“反应i”或“反应ⅱ”),干重整反应的热化方程式为_______。(选取图1中表示反应热)。

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【推荐1】甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为: CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)       △H1=-116 kJ·mol-1
(1)已知:       △H2=-283 kJ·mol-1
             △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为:
_______________________________________________
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、 270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:

①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是__________
②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=_____________________
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
0min5min10min
CO0.10.05
H20.20.2
CH3OH00.040.05

若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是_________________________;且该条件所改变的量是_______________
2018-09-05更新 | 167次组卷
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【推荐2】1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.

回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g) ∆H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ∆H2;则反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的∆H=_____________(用含∆H1、∆H2的代数式表示);
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字)\;
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________
(4)若将1molN2和3molH2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号实验条件平衡时反应中的能量变化
恒温恒容放热Q1kJ
恒温恒压放热Q2kJ
恒容绝热放热Q3kJ

下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<∆Hl B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ                       D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmLamol/L的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol/L的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c()____________c()(填“>”、“<”或“=”) ;
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-,写出负极的电极反应式____________
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【推荐3】是大气主要污染物之一,还原烟气中的回收S的相关反应如下:
I:,活化能
II:,活化能
请回答:
(1)已知,则___________(填“>”、“<”或“=”)。
(2)反应I的平衡常数表达式为:___________
(3)恒温恒容条件下进行上述反应,下列说法正确的是___________。
A.反应I在一定条件下自发进行,
B.气体密度不变说明体系达到平衡
C.若,则体系中一定以反应I为主
D.通过监测反应体系中与S的浓度变化可判断反应I和反应II是否同时发生
(4)现以(一种多孔性物质,具有良好的吸附性能)作为催化剂,用CO去除烟气中的,反应相同的时间,的去除率随反应温度的变化如图所示。
   
反应温度低于240℃时,随着温度的升高,去除率降低的原因是___________
(5)恒温恒容条件下,保持、CO和C的投料比不变,请在下图中画出平衡时随压强变化示意图___________
   
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