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:165 题号:19526001
2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
(1)在一定温度下,向1L的刚性密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:
I.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ•mol-1
①下列说法正确的是______
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应I、Ⅱ的平衡均不移动
B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C.平衡时H2的体积分数一定小于
D.增加碳块用量,可加快反应速率
②反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ,反应I的平衡常数Kc=_______
(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如图:
   
①某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后溶液pH=10,则此时溶液中c(CO)∶c(HCO)=_____(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。
②再生塔中产生CO2的离子方程式为_______
③利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4的电极反应式为______;AgCl/Ag电极的质量______(填变大、变小或不变);放电结束后,铂电极所在的区域溶液的pH_______(填变大、变小或不变)。

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【推荐1】运用化学反应原理知识研究如何利用等污染物有重要意义。
(1)用可以合成甲醇。已知:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H1kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H2kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ∆H3kJ·mol-1
则CO(g)+2 H2(g) CH3OH(g) ∆H=_______
(2)一定压强下,在容积为的密闭容器中充入,在催化剂作用下发生反应:CO(g)+2 H2(g) CH3OH(g) ∆H,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①下列说法正确的是 _______
A.若容器内气体的密度恒定,反应达到平衡状态
B.若容器内各气体浓度恒定,反应达到平衡状态
C.若容器内各气体压强恒定,反应达到平衡状态
D.反应中,催化剂能使平衡向正反应方向移动
②上述反应中,∆H _______ 0(填“”、“”或“”)
③p2_______p1(填“”、“”或“”);
④100℃时,该反应的化学平衡常数_______
2022-04-11更新 | 31次组卷
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【推荐2】(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。


①从反应开始到5min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=____________
②下列说法正确的是____________(填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)=v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H= - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) H= - 178.3kJ/mol
计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的H=__________kJ/mol;
若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=__________(用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是________。(填字母)
A.降低体系的温度                       B.压缩容器的体积
C.增加CaO的量                           D.选用适当的催化剂
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【推荐3】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)        △H=+133kJ·mol-1
H2O(g)= H2O(l)        △H=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为______________
Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)
(1)①该反应自发进行的条件是____(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____
a、混合气体的平均式量保持不变            b、CO2和H2的体积分数保持不变
c、CO2和H2的转化率相等                      d、混合气体的密度保持不变       
e、1molCO2生成的同时有3mol H-H键断裂
(2)产物甲醇可以用作燃料电池,该电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。负极发生的电极反应式是____________                                   
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在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) 其平衡常数表达式为_____________________________
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为:CO2:0.2 mol·L1,H2:0.8 mol·L1,CH40.8 mol·L1
H2O:1.6 mol·L1
则CO2的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=___________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H_____ O (填“>”或“<”)。
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