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:158 题号:19903558
深入研究含碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。
I.
(1)NH3是重要的配体,其中H—N—H的键角为107°。
①NH3分子的VSEPR模型为_______________________
②[Cu(NH3)4]2+中H—N—H的键角__________(填“大于”、“小于”或“等于”)107°。
③甲基胺离子(CH3NH3+)的电子式为______________________________
Ⅱ.一定条件下,用CH4催化还原可消除NO污染。
已知:①CH4(g) + 2NO2(g)N2(g) +CO2(g)+2H2O(g)△H=-865.0 kJ·mol-1
②2NO(g) +O2(g)2NO2(g) △H= - 112.5 kJ·mol-1
(2)N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况)NO时,吸收8.9 kJ的热量;则CH4(g)+ 4NO(g)2N2(g)+CO2(g) +2H2O(g) △H=_________kJ·mol-1
(3)汽车尾气中的氮氧化物亦可用如下反应处理:2NO(g) +2CO(g) N2(g) +2CO2(g)
△H= -746.8kJ·mol-1.实验测得,v=k·c2(NO)·c2(CO),v=k·c(N2)·c2(CO2)(k、k为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数_______(填“>”、“<”或“=”)增大的倍数。
Ⅲ.CO2转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。
(4)CH4—CO)重整技术是一种理想的CO2利用技术,反应为CO2(g) +CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在p MPa时,将CO2和CH4按物质的量之比1:1充入密闭容器中,分别在无催化剂及ZrO2催化下反应相同时间,测得CO2的转化率与温度的关系如图所示:
   
①a点CO2转化率相等的原因是________
②在p MPa、T°C、ZrO2催化条件下(保持温度和压强不变) ,将CO2、CH4、H2O按物质的量之比1:1:n充入密闭容器中,CO2的平衡转化率为,此时平衡常数Kp=____________________MPa2 (以分压表示,分压=总压X物质的量分数;写出含、n、p的计算表达式)。

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【推荐1】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇:CO2(g) +3H(g)CH3OH(g) +H2O(g)。在体积为2 L的密闭容器中,充入2molCO29 mol H2,测得CO2(g)CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示:

(1)该反应的平衡常数K 表达式为___________
(2)0~10min时间内,该反应的平均反应速率v(H2O)=_______________,H2的转化率为_____________
(3)下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是______(填字母)。
A.容器内CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的浓度之比为1: 3: 1: 1
B.v(CO2): v(H2)=1: 3
C.平衡常数K保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l)H1=-1452.8kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H2=-566.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________________________
(5)中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示:

①该电池工作时,c 口通入的物质为_____________
②该电池负极的电极反应式为______________________________
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【推荐2】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。图为由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题:
I.硅粉与HCl在300℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为_______
II.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:
①SiCl4(g)+H2(g) = SiHCl3(g)+HCl(g) H1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+ Si(s)= 4SiHCl3(g) H2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s) +HCl(g)= 3SiHCl3(g) H3
(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称_______(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为_______
(2)已知体系自由能变G =H-TS,G <0时反应自发进行。三个氢化反应的G与温度的关系如图1所示,可知,反应①他自发进行的最低温度是_______

(3)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是_______(填序号)。

a. B点:v>v          b. v:A点>E点 c.反应适宜温度: 480 ~ 520℃
(4)反应③的H3=_______(用H1H2表示)。温度升高反应③的平衡常数K_______(填“增大”、“减小” 或“不变”)。
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【推荐3】许多国家以天然气为原料制备氢气,用于氨的合成。回答下列问题:
(1)已知:①    
   
   
反应②的平衡常数表达式为___________,反应③的ΔH3=___________kJ·mol-1
(2)T℃时,在2L密闭容器中加入甲烷和过量水蒸气,起始量和反应5min后反应混合物的量如表所示:
反应时间CH4/molH2O/molCO2/molH2/mol
起始1.03.000
5min时0.8abc

起始5min内,反应的平均速率 v(H2)=___________mol/( L·min)
(3)不同条件对反应②的影响如图所示。图1中的水碳比为2,图2中的温度为800℃。(注:水碳比为水和甲烷的物质的量比)

从图1中看出,800℃、5MPa时甲烷平衡转化率为___________。分析图1和图2,写出有利于甲烷转化的措施___________(写3点)
(4)工业中甲烷转化过程通常适当加压,加压的作用是___________(填标号)。
A.增加反应物浓度B.加快反应速率
C.有利于平衡右移D.提高平衡转化率
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