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:315 题号:20338515
我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发二氧化碳的利用技术,将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一、CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5,简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3,简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下。回答下列问题:
a.EB(g)=ST(g)+H2(g)ΔH1
b.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1
c.EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH3=+158.8kJ·mol-1
(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1。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40%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2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[H2(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0.1MPa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3所示。
   
①图3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=0.1MPa)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___________

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【推荐1】(一)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H 1=-49.1 kJ·mol 1
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(1)写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________
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A.向平衡混合物中充入Ar       B.向平衡混合物中充入O2
C.采用更好的催化剂       D.降低反应的温度
(2)①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H<0,某温度下,向容器为1L的密闭容器中通入4 mol NH3和2molCO2,该反应进行到40s时,达到平衡,此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂,请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线。_______________

② 若保持温度和容器体积不变,向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O,此时v______v(填“>”、“=”或“<”)
(3)叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中,工业 生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中,此外还生成两种常见的碱性物质,请写出上述过程的化学方程式_______________________
(4)羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO3-可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式_______
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Ⅰ.无氧催化脱氢反应原理:   
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①500℃时,下列能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.                                 B.混合气体的平均相对分子质量不变
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时,表示的曲线是___________(填图中字母序号,下同),时,表示的曲线是___________
Ⅱ.有氧催化脱氢通常选择为氧化剂,反应原理如下:
ⅰ.
ⅱ.
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