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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:59 题号:17868670
“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点,涉及下列三个反应:
反应I:SO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) = 2HI(aq) + H2SO4(aq)
反应II:2HI(g) H2(g) + I2(g)
反应III:2H2SO4(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)
(1)反应III实际上分两步进行:
H2SO4(g)=SO3(g) + H2O(g) ∆H1
2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) ∆H2
则反应III的反应热∆H=_______(用∆H1、∆H2表示)。
(2)某温度下将1mol HI充入密闭容器中发生反应II,达到第1次平衡后,用选择性膜完全分离出H2,达到第2次平衡后再次分离H2,重复多次,平衡时n(HI)如下表:
达到平衡的次数第1次第2次第3次第4次第5次……
n(HI)/mol0.780.670.600.550.51……

①第1次平衡时,HI的转化率为_______%。
②归纳出分离H2的次数对HI转化率的影响:_______
③计算第2次平衡时H2和I2的物质的量______ (写出计算过程)。
(3)反应I发生时,溶液中存在化学平衡:I2(aq) + I-(aq) (aq),其反应速率极快且平衡常数很大。现将1mol SO2缓缓通入含1 mol I2的水溶液中恰好完全反应。在答题卡中,画出溶液中I的物质的量n( I)随反应时间t变化的曲线图______

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【推荐1】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)2H2(g)+S2(g)   ΔH1=+180 kJ/mol
②CS2(g)+2H2(g)S2(g)+CH4(g)   ΔH2=-81 kJ/mol
则反应③CH4(g)+2H2S(g)4H2(g)+CS2(g)的ΔH3=_______kJ/mol;下列叙述能说明反应③达到平衡状态的是_______(填标号)。
a.断裂2mol C-H键的同时生成1mol C=S键     b.恒容条件下,体系压强不再变化
c.恒容条件下,气体的密度不再变化                     d.v(H2S)=2 v(CS2)
(2)在不同温度、反应压强为100kPa,进料H2S的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20%(其余为N2)的条件下,对于反应①,H2S分解平衡转化率的结果如图1所示。则T1、T2和T3由大到小的顺序为_______;H2S的摩尔分数越大,H2S分解平衡转化率越小的原因是_______

(3)反应①和③的ΔG随温度的影响如图2所示,已知ΔG=-RTlnK(R为常数,T为温度,K为平衡常数),则在1000℃时,反应的自发趋势①_______③(填“>”、“<”或“=”)。在1000℃、100kPa反应条件下,将n(H2S):n(CH4):n(N2)=3:2:15的混合气进行反应,达到平衡时n(CS2):n(H2)约为1:4,n(S2)微乎其微,其原因是_______

(4)在1000℃、100kPa反应条件下,将n(H2S):n(CH4):n(N2)=3:3:2的混合气进行反应③,达到平衡时,CS2分压与H2S的分压相同。则反应③的Kp=_______(不用写单位)。
(5)工业废液中含有Zn2,排放前需处理。向废液中加入由CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH,通入H2S发生反应:Zn2(aq)+H2S(g)=ZnS(s)+2H(aq)。处理后的废液中部分微粒浓度如下,则处理后的废液中c(Zn2)=_______mol/L。已知Ksp(ZnS)=1.0×10-23,Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=2.0×10-5]
微粒H2SCH3COOHCH3COO-
浓度/mol/L0.200.100.20
2023-04-03更新 | 152次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.5 kJ•mol-1
II.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H2
III.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H3>0
已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的标准燃烧热分别为-285.8 kJ•mol-1,-283.0 kJ•mol-1,-761.0 kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)△H2=___________ kJ•mol-1
(2)一定条件下,向体积一定的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2O(g)的物质的量为___________mol(用含a,b的代数式表示,下同),反应III的平衡常数为___________
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CH3OH的平衡产率(图1)和CO2的平衡转化率(图2)随温度的变化关系如图所示。

已知:CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①图1中,一定压强下,CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是___________
②图1中,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________
③图2中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___________
2024-01-11更新 | 49次组卷
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【推荐3】化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化,研究化学反应中的热量变化具有重要的意义。
(1)下列变化属于吸热反应的是_______(填序号)。
①液态水气化;②胆矾加热变成白色粉末;③浓硫酸稀释;④氢气还原氧化铜;⑤盐酸和碳酸氢钠反应;⑥氢氧化钾和稀硫酸反应;⑦灼热的木炭与的反应;⑧晶体与晶体的反应;⑨甲烷在空气中燃烧的反应
(2)已知:      
_______ (填“>”、“<”或“=”)。
(3)若   ,则置于密闭容器中充分反应放出的热量_______28.45kJ(填“>”、“<”或“=”)。
(4)①已知:   
   
反应生成的热化学方程式为_______
(5)用溶液在如图所示的装置中进行反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算出中和反应反应热。回答下列问题:

①图中缺少的一种玻璃仪器是_______
②实验中若用溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”)。
③已知:中和反应后生成的溶液的比热容,溶液的密度均为,某学习小组三次实验测得温度平均升高3.4℃。则生成时放出的热量为_______kJ。(结果保留一位小数)
④若上述实验所测中和热数值偏小,产生偏差的原因可能是_______
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量筒量取溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度
2024-06-16更新 | 60次组卷
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