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:0.4 引用次数:222 题号:20117993
Fe、Co、Cu等金属在回收利用和污水处理等多个领域都具有应用价值。回答下列问题:
(1)在金属催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
   (g)+CO2(g)+3H2(g)HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)
   
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I.   (g)   
II.   加氢生成乙二醇与甲醇。
①步骤II的热化学方程式是:_______
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为),实验数据见下表:
反应温度/℃的转化率/%乙二醇的产率/%
16023.823.2
18062.160.9
20099.994.7
22099.992.4
由上表可知,温度越高,EC的转化率越高,原因是_______。温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是_______
(2)多晶是目前唯一被实验证实能高效催化还原为烃类(如)的金属。如图所示,电解装置中分别以多晶为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,反应前后浓度基本保持不变,温度控制在10℃左右,生成的电极反应式为_______
   
(3)反应如果用作为催化剂,可以得到含有少量甲酸的甲醇。为研究催化剂的催化效率,将催化剂循环使用,相同条件下,随着循环使用次数的增加,甲醇产量如图所示,试推测甲醇产量变化的原因:_______。(Co的性质与相似)
   
(4)酸性条件下,铁炭混合物处理污水中硝基苯时的物质转化示意图如图所示。
   
该物质转化示意图可以描述为_______

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a.EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1
c.EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)+H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)为提高EB平衡转化率,应选择的反应条件为_______(填标号)。
A.低温、高压B.高温、低压C.低温、低压D.高温、高压
(2)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行b反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
①调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图。

已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v-v=kx(CO2)x(H2)-kx(CO)x(H2O),k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______点,计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到20%时,=_______
②在容积不变的密闭容器中,分别在温度T1、T2(T2>T1>E点温度)发生上述反应,反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知:起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”);在温度T2、反应时间20min时,反应的正反应速率v_______ (填“>”“=”或“<”)逆反应速率v

(3)恒压0.1 MPa下,改变原料气配比为下列三种情况:仅EB、n(EB):n(CO2)=1:10、n(EB):n(N2)=1:10进行以上a、b反应,测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。

①图中,表示原料气配比n(EB):n(N2)=1:10的曲线是曲线_______(填“I”或“Ⅱ”)。
②CO2能显著提高EB的平衡转化率,从平衡移动的角度解释CO2的作用:_______
③设Kpr为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压(分压除以p0,p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时,H2的物质的量分数为0.01,该条件下反应a的Kpr_______
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已知:①


回答下列问题:
(1)反应③的___________
(2)下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.断裂键的同时断裂
B.恒容恒温条件下,反应体系的气体压强不再变化
C.恒容条件下,反应体系的气体密度不再变化
D.反应速率:

(3)在不同温度、反应压强为,进料的物质的量分数为的条件下(其余为N2),对于反应①来说,H2S分解的平衡转化率与H2S的物质的量分数的关系如图1所示。则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为___________。温度一定时,H2S的物质的量分数越大,H2S分解的平衡转化率越小,原因是___________

(4)压强为时,向恒压密闭容器中充入发生反应①,平衡时各组分的体积分数与温度的关系如图2所示。代表的是曲线___________(填“I”“II”或“III”)。X点对应温度下,反应①的压强平衡常数___________
(5)反应①的速率方程为为速率常数)。
①某温度下,反应①的化学平衡常数K=10,k=3,则k=___________
②已知:(式中,R为常数,单位为,温度单位为K,E表示正反应的活化能,单位为kJ·mol-1)。Rlink与不同催化剂(Catl、Cat2为催化剂)、温度()关系如图3所示。相同条件下,催化效率较高的是___________(填“Catl”或“Cat2”),判断依据是___________。在催化剂Cat2作用下,正反应的活化能为___________
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