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:0.4 引用次数:130 题号:18416339
铁的化合物在生产生活和科学实验中应用广泛。请按要求回答下列问题:
(1)一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO和H2。已知:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-27.6kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.4kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.0kJ/mol
①反应Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的ΔH=_____________
②若该反应在5 L的密闭容器中进行5 min 后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96 g,则该段时间内CO的平均反应速率为________________
③该反应的化学平衡常数的负对数pK随反应温度T的变化曲线如图。试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律:______________。若700°C时测得平衡时,H2浓度为1.0 mol·L-1,则CH4的平衡转化率为____________

(2)常温下FeCO3的溶度积常数为Ksp(FeCO3),H2CO3的一级电离常数和二级电离常数分别为Ka1Ka2。已知菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,常温下该反应的平衡常数K=__________[用含有Ksp(FeCO3)、Ka1Ka2的代数式表示]。
(3)Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe为阳极,NaOH为电解质溶液进行电解制备,请写出阳极的电极反应式:__________________
(4)铁氮化合物因其特殊的组成和结构而具有优异的铁磁性能,某铁氮化合物立方晶胞结构如图所示。

①若以氮原子为晶胞顶点,则铁原子在晶胞中的位置是____________
②该化合物晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为___________g·cm-3(列式计算即可)。

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【推荐1】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改善生态环境质量,实现碳中和。请回答下列问题:
(1)以CO2为原料加氢合成二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)有利于实现碳中和。已知:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.01kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H2=-24.52kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3=+41.17kJ·mol-1
则反应④2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的H4=____kJ·mol-1
(2)在一定条件下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2和H2仅发生反应④,下列能说明反应④已达到平衡状态的是____(填标号)。
A.CO2、H2、CH3OCH3分子数之比为2∶6∶1
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.单位时间内,每断裂2个C=O键,同时形成3个O-H键
D.混合气体的密度不再变化
(3)温度为T℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和1molH2,仅发生反应③,10min后达到平衡时氢气的体积分数为25%,则0~10min内,v(CO2)=____mol·L-1·min-1,该反应的平衡常数为____。若该反应中v=k•c(CO2)•c(H2),v=k•c(CO)•c(H2O),其中k、k为速率常数,仅与温度有关,当反应过程中CO2的物质的量为0.6mol时,v∶v=____
(4)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
a.达到平衡后,欲提高乙烯(C2H4)的产率,并加快反应的速率,可采取的措施是____(写出其中符合条件的一种)。
b.如图所示,向甲、乙两个密闭容器中分别充入1molCO2和3molH2(其中甲为恒容容器,乙为恒压容器),发生CO2催化加氢生成乙烯的反应,起始温度、体积相同(T1℃、4L密闭容器),达到平衡时,乙容器的容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量____(填“大于”、“小于”或“等于”)0.2mol。
2022-07-11更新 | 216次组卷
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名校
【推荐2】地球是我们入类共同的家园,保护环境人人有责。请根据要求回答下列环境治理有关问题:
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知:碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
       
       
则反应     _______kJ/mol。
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应     ,在℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:
                 时间/min
浓度
010203040
NO2.01.160.400.400.6
00.420.800.801.2
00.420.800.801.2
①根据上表数据分析℃时,该反应在0~10min内的平均反应速率_______;计算该反应在℃时的平衡常数_______
②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是_______(填序号)。
A.适当缩小容器的体积             B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO             D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至℃,达到平衡时,容器中NO、的浓度之比为2∶5∶5,则达到新平衡时NO的转化率_______(填“升高”或“降低”),_______0(填“>”或“<”)。
(3)据文献报道,一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以代替)并实现海水脱盐综合利用的原电池装置如图所示,其中X、Y为选择性离子交换膜,请回答下列问题:

①电极A为_______极,其电极反应是_______
②该装置中Y为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”),工作一段时间后左室溶液的pH会_______(填“升高”“降低”或“不变”)。
③当电路中转移2mol电子时,可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是_______g。
2022-05-26更新 | 152次组卷
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【推荐3】党的二十大报告提出:积极稳妥推进碳达峰、碳中和,坚持先立后破,有计划、分步骤实施碳达峰行动。实现CO2的有效转化成为科研工作者的研究热点,研究发现,一定条件下CO2可以通过化学反应制备甲酸。
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:

反应___________
(2)温度为时,在体积为的恒容密闭容器中充入发生反应:,实验测得反应前容器内的总压强为,平衡时容器内总压强变为原来的。已知:为速率常数。
时,的平衡转化率为___________;上述反应的化学平衡常数___________
时,当测得容器内总压强为0.8时,=___________
③其他条件相同时,改变温度为。此时,则时平衡压强___________(填“>”“<”或“=”)。理由是___________
(3)一种以为原料,利用纳米片作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。

①电解过程中阳极电极反应式为___________
②当有通过质子交换膜时,装置中生成总共___________
2023-02-12更新 | 157次组卷
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