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:315 题号:18352848
落实“双碳”目标,碳资源的综合利用成为重中之重。
I.甲醇不仅是重要的化工原料,还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,此反应分两步进行:
反应i:Cu/ZnO(s)+H2(g)=Cu/Zn(s)+H2O(g) ΔH>0
反应ii:_______       ΔH<0
(1)反应ii的化学反应方程式为_______
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将CO2和H2按物质的量之比1:3投料发生该反应,下列不能说明反应已达到平衡的是_______(填字母标号)。
A.CO2和H2的转化率相等
B.体系的温度保持不变
C.单位时间体系内减少3molH2的同时有1molH2O增加
D.合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇。将6.0molCO2和8.0molH2充入体积为3L的恒温密闭容器中发生此反应。测得起始压强为35MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。

①图1中与实线相比,虚线改变的条件可能是_______
②该反应在0~4min内(实线)H2O的平均反应速率为_______(保留2位有效数字)。
③该条件下(实线)的Kp_______MPa-2
④Cu2O的立方晶胞结构如图2所示。白球代表的是_______(填“Cu+”或“O2-”);a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(),则d的坐标参数为_______

II.在催化剂作用下,用CO脱除NO的反应为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。
(4)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-Ea/T+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效率进行了实验探究,获得如图3曲线。从图中信息获知催化剂的催化效率m_______n(填“>”“=”或“<”),其理由是_______

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ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)分子空间构型为_____,其属于_____分子(填“极性”或“非极性”),分子中,原子杂化轨道类型为_____,在基态原子中,核外存在_____对自旋相反的电子。
(2)_____
(3)在压强条件下,的平衡转化率、平衡时产物的选择性与温度的关系如图所示(选择性是指生成某物质消耗的消耗总量的百分比)。

①当温度超过的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_____;除改变温度外,能提高二甲醚选择性的措施有_____(写一种即可)。
②根据图中的数据计算,的平衡物质的量分数为_____(保留三位有效数字),用气体分压计算反应ⅱ的化学平衡常数_____(气体分压=总压×气体物质的量分数)
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Ⅰ: 
Ⅱ: 
Ⅲ: 
回答下列问题:
(1)对于反应Ⅲ,_____,活化能_____(填“小于”或“大于”)。
(2)按反应Ⅰ生产甲醇时,通常会向反应体系中加入适量炭粉,可能的理由是_____
(3)下列有关说法正确的是_____。
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B.反应Ⅰ分别在恒温恒容的密闭容器与恒温恒压的密闭容器中进行,前者的平衡转化率高
C.恒温恒容的密闭容器中反应Ⅰ已达平衡,再加入一定量的的转化率可能同时都增大
D.加入对反应Ⅱ催化效果更佳的催化剂,可以提高CO的平衡产率

(4)一定条件下,在密闭容器中加入只发生反应Ⅱ:,如图是随着反应的进行,的浓度随时间改变的变化图。若在时刻再加入时刻到达新的平衡。请你画出时刻的物质的量浓度随时间改变的变化图_____

(5)研究证明:可在酸性介质中通过电解生成,则生成的电极反应式是_____
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(1)H2S的电子式是____,H2S溶液中H2S、HS-,S2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示,H2S的电离平衡常数ka1= ___________


(2)利用H2S废气制取H2的方法有多种。
①热化学硫碘循环法   已知循环反应如下:
H2S(g)+ H2SO4(aq)═S(s)+ SO2(g)+2 H2O(l)H1=61 kJ/mol
SO2(g)+I2(g)+2 H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq)H2=-151 kJ/mol
2HI(aq)= H2(g)+ I2(g)H3=110kJ/mol
写出硫化氢气体分解为氢气和固体硫的热化学方程式_____
②高温热分解法
已知:H2S(g)=H2(g)+l/2S2(g)
在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为cmol/L,测定H2S的转化率,H2S的平衡转化率与温度关系如图所示。据图可知:温度升高平衡常数K_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。若985℃时平衡常数K=0.04,则起始浓度c= ______mol/L。

③电化学法   该法制氢过程的示意图如上图。循环利用的物质是____。反应池中化学反应方程式为______。电解池阳极电极反应式为____
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