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:211 题号:19722750
传统工艺采用酸催化水解苯乙腈(C6H5CH2CN)生产苯乙酸(C6H5CH2COOH),某科研工作者研究了近临界水(250℃~350℃之间的压缩液态水,可同时溶解有机物和无机物)中苯乙腈无外加催化剂水解生成苯乙酸的反应。反应原理为:
反应Ⅰ:(苯乙酰胺)
反应Ⅱ:
当反应釜维持压强为8Mpa,苯乙腈的进料浓度为时,获得如图1、图2所示实验结果。
   
请回答:
(1)反应Ⅱ的_____0(填“>”、“<”或“=”)
(2)关于近临界水、不加催化剂条件的反应工艺说法正确的是_____。
A.苯乙腈、苯乙酰胺在近临界水中具有更大的溶解度,有利于加快反应速率
B.上述实验条件下,苯乙腈的转化率与温度有关,与反应时间无关
C.近临界水本身的pH<7,水电离的H+起催化作用
D.恒压通入N2有利于提高反应Ⅱ的平衡转化率
(3)对于物质状态不同的多相反应,其平衡常数表达式中气相物质可用[为平衡分压,为标准压强]表示。请写出苯乙腈水解生成苯乙酸总反应的平衡常数表达式K=_____:某温度下测得各物质的平衡浓度分别为,忽略苯乙酸的电离及与氨气的作用,则反应Ⅰ的平衡常数的值为_____
(4)温度升高,对反应速率的影响更大的是_____(填“反应Ⅰ”、“反应Ⅱ”)。说明判断依据,并从碰撞理论角度解释原因_____
(5)超临界水在有机废物处理过程中会产生二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物。其中,以硫酸钠为研究对象,基于水合机理的溶解模型描述其溶解过程:,其中为溶解在超临界水中的硫酸钠,r为硫酸钠溶解所需的水分子数。对于这一反应,平衡常数可近似表示为:。在不同温度下,用硫酸钠溶解度的对数对水密度的对数作图,能得到一系列直线。由图3可以看出,温度变化使得水合分子数发生改变,且温度越来越高,溶解所需的水合分子数r的数值_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
   

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【推荐1】镁、硫、氮的化合物在工业上用途非常广泛。

(1)一种镁—锂双离子二次电池的装置如图1所示。
①放电时,Mg电极为_____(填“正极”或“负极”)。
②充电时,Li+迁移至_____________(填“阳极区”或“阴极区”)。
(2)纳米MgH2 和LiBH4组成的体系如图2所示,400℃以上受热放氢时发生反应的化学方程式为_____________________________________________
(3)硝酸厂尾气中含有大量的NO,可用氢气催化还原法除去NO,发生的主要反应如下:
2NO(g)+4H2(g)+O2(g)==N2(g)+4H2O(g) △H =-1143kJ·mol-1
2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H =-484kJ·mol-1
则2NO(g)+ 2H2(g)==N2(g)+2H2O(g) △H =____kJ·mol-1
(4)在一定条件下,反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)平衡时CH4的转化率与温度和压强的关系如图3所示。

①图中p1、p2、p3、p4代表不同压强,压强最大的是_______。该反应的△H___(填“>”“<”“=”下同)0。
②压强为p4时,在Y点:v(正)__________v(逆)。
③图中W、X、Y、Z四点对应的反应的平衡常数K1、K2、K3、K4由大到小的顺序为______
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(1)化工燃料重整制氢
已知:   
   
反应生成的反应热是___________
(2)工业副产氢
已知:工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:   
反应二:   
①反应一在时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式___________
②在时将通入体积为的密闭容器中反应发生反应二,时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则的转化率是___________,用的浓度变化表示的反应速率___________
(3)清洁能源电解制氢
已知:利用电解饱和食盐水可制得氢气,下图为电解装置示意图:

电极是极___________(填“阴”或“阳”),电极的电极反应式___________
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I.以氨气作为还原剂,可除去烟气中的氮氧化物。已知下列反应:



(1)请写出300℃时,氨气还原气体的热化学方程式:_______
Ⅱ.氢能是一种清洁能源,可由甲烷与水蒸气催化重整制得,该反应原理为:
(2)有利于该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(3)既能提高该反应的反应速率,也能使平衡正向移动的措施是_______(答出1点即可)。
(4)恒温条件下,向密闭容器中通入,反应时,若的转化率是,则用表示的反应速率为_______,下列能判断该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
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Ⅲ.汽车尾气中氮氧化物的催化转化涉及反应:,恒压条件下,按投料,反应达到平衡状态时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图所示:

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