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:74 题号:20368355
近年来我国大力加强温室气体催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。回答下列问题:
(1)已知:      
      
写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式:___________;并用表示此反应的化学平衡常数___________
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
a.高温、高压       b.低温、低压       c.高温、低压       d.低温、高压
(3)在250℃时,在某恒容密闭容器中进行由催化氢化合成的反应,如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。则反应物X是___________(填“”或“”)。
   
(4)在250℃时,在的恒容密闭容器中加入及催化剂,时反应达到平衡,测得
①前的平均反应速率___________
②化学平衡常数___________(用分数表示)。
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________(填字母)。
a.       
b.单位时间内生成的同时生成
c.       
d.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
④催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,得到如下表四组实验数据。
实验编号温度/K催化剂的转化率/%甲醇的选择性/%
A543纳米棒12.342.3
B543纳米片11.972.7
C553纳米棒15.339.1
D553纳米片12.070.6
根据上表所给数据,用生产甲醇的最优条件为___________(填实验编号)。

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【推荐1】天然气、石油钻探过程会释放出CO2、H2S等气体。某种将CO2和H2S共活化的工艺涉及如下反应:
   
   
   
   
回答下列问题:
(1)已知:298K时,18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量;H2S(g)的标准摩尔燃烧焓(△H)为-586kJ·mol-1,则COS(g)的标准摩尔燃烧焓()为___________kJ·mol-1,反应②在___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定条件下,向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体,发生上述反应,25min时,测得体系总压强为210kPa,S2(g)的平均反应速率为___________kPa·min-1.达到平衡时,测得体系总压强为230kPa,,此时H2S(g)的平衡转化率为___________,反应②的标准平衡常数___________(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,其中为各组分的平衡分压)。
(3)将等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体充入恒压密闭容器中,发生上述反应,反应物的平衡转化率、COS或H2O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性,H2O的选择性

①表示“COS的选择性”的曲线是___________(填“曲线a”或“曲线b”);
②温度低于500℃时,H2S的转化率与CO2的相等,原因是___________
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【推荐2】是导致温室效应的主要气体,为减少对环境造成的影响,可采用以下方法将其资源化利用。回答下列问题:
(1)工业上用反应合成甲醇(a和b均大于零):



_______(用含的代数式表示),_______(用含a、b的代数式表示)。
(2)催化加氢合成乙烯:
往某恒容密闭容器中,充入,发生反应:,当反应达到平衡时,测得的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示:

①对于,下列说法正确的是_______(填标号)。
A.该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能
B.升高温度,该反应的的值增大
C.加入合适的催化剂,有利于提高的转化率
D.当混合气体的相对分子质量不再随时间而改变,则该反应达到平衡
②若反应达到平衡时,a点时容器内气体的总压强为,则该反应的平衡常数_______(列出计算式即可,用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)草酸锌可应用于有机合成、电子工业等。工业上制取的原理如图所示(电解液不参加反应):

①该电池属于_______(填“电解池”或“原电池”)。
②Pt电极上的电极反应式为_______
③每转移0.2mol电子,此时消耗的体积为_______L(标准状况下)。
(4)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:_______
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【推荐3】减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物,主要有以下反应:
反应Ⅰ:    kJ·mol
反应Ⅱ:    kJ·mol
反应Ⅲ:   
(1)_________
(2)反应Ⅱ在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的,反应到某时刻时测得各组分浓度如下:
物质
浓度1.81.80.4

此时_________(填“>”、“<”或“=”),当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH的体积分数=_________%。
(3)在某压强下,反应Ⅲ在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如下图所示。温度下,将6 mol 和12 mol 充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率_________三者之间的大小关系为_________

(4)恒压下将CO2和H2按体积比为1∶3混合,在催化剂CZ(Zr-1)T作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内转化率和的选择性随温度的变化如下表所示。其中的选择性
温度210℃230℃250℃270℃290℃
CO2的转化率18%48%40%32%30%
CH3OH的选择性40%25%22.5%20%16%

①温度高于230℃,CO2转化率随温度升高而下降可能的原因是_________
②在上述条件下合成甲醇的最佳温度是_________,此时甲醇的产率为_________
2022-12-29更新 | 225次组卷
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