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:39 题号:20496085
2021年以来,全国十六个省市将氢能源写入“十四五”规划中,氢能是助力“碳达峰、碳中和”战略目标实现的重要新能源,以CH4为原料制H2具有广阔的应用前景。在一定条件下CH4与CO2催化重整制涉及以下反应:
主反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H1=+248 kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2=+41 kJ·mol-1
(1)写出CH4与H2O反应生成CO和H2的热化学方程式___________
(2)我国学者模拟主反应重整制H2,研究在Pt-Ni合金和Sn-Ni合金催化下。甲烷逐级脱氢的反应。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量关系如图所示(*表示吸附在催化剂表面的物质,吸附过程产生的能量称为吸附能)。

使用Sn-Ni合金作为催化剂的历程中最大能垒___________eV;脱氢反应阶段选择Pt-Ni合金作为催化剂效果更好,理由是___________
(3)恒压P0条件下,CO2与CH4以等物质的量投料进行催化重整实验,CO2和CH4的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。

①曲线___________(填“A”或“B”)表示CO2的平衡转化率。
②X点的速率:v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③800 K时,主反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)科学家研发出一种新系统,通过“溶解”水中的CO2触发电化学反应,该装置可有效减少碳的排放,并得到氢能源,其工作原理如图所示。则生成H2的电极反应式为___________

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【推荐1】一定条件下能氧化,这对资源综合利用有重要意义。相关的化学反应如下:
I.
II.
(1)已知反应的能量变化如图1所示。

①当生成等物质的量的时,反应_______(填“I”或“II”)吸收的热量更多。
生成的热化学方程式为_______
(2)反应II不利于乙烯的生成的原因是_______
(3)有研究表明,在催化剂作用下,反应I分两步进行,其反应过程及能量变化如图2所示。
①决定反应I的反应速率的步骤是_______(填“第一步”或“第二步”),原因是_______
②第一步的化学方程式为_______
(4)在恒容密闭的容器中充入一定量的,保持其他条件不变,控制反应温度分别为,测得随时间的变化曲线如图3所示,则_______(填“大于”或“小于”),原因是_______
(5)温度为T时,向一密闭容器中通入,一段时间后,反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到平衡,的转化率为50%,的选择性为60%,此时容器容积为,则该温度下反应I的平衡常数_______
2021-04-05更新 | 184次组卷
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【推荐2】国家主席习近平提出了中国应对气候变化的两个目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,于2060年前实现碳中和。因此,科学家研发利用技术、降低空气中含量成为了热点。回答下列问题:
(1)还原的部分反应如下:


反应______
(2)在一定条件下,向恒容密闭容器中充入发生反应,测得在相同时间内,不同温度下的转化率如图所示。a、b、c点的大小顺序为_______________时,若达到平衡时所用时间为,则的平均反应速率为___________(保留三位有效数字),若平衡时压强为_______(保留三位有效数字,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

(3)一定条件下,反应,达到平衡.欲使反应速率增大且平衡向正反应方向移动,需要改变的条件为_______________(任写一种)。
(4)温度为时,将等物质的量的充入体积为的密闭容器中发生反应:。实验测得:为速率常数。时,_____;温度为时,,则_____(填“>”“<”或“=”)
2022-05-29更新 | 62次组卷
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【推荐3】化石燃料的开发、利用和燃烧尾气处理成为研究的热点。
(1)利用焦炉煤气制取甲醇,发生的主要反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。下表所列为常见化学键的键能数据:(提示CO和N2是等电子体,其电子式相似)
化学键C-CC-HH-HC-OC≡OH-O
键能(kJ/mol)3484144363271032464

则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=__________ kJ·mol-1,若想提高CH3COH的产率,可以采取的措施有____________________(任写2条)。
(2)可以用H2等清洁能源代替天然气(主要成分CH4),两者的热化学方程式如下:H2(g) + O2(g) = H2O(1) △H= -286 kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)   H=-890 kJ/mol。现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热2034 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是_______。反应过程中消耗的氧气在标注状况下的体积为_________
(3)化石燃料会排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2体。1molCH4完全燃烧生成气态水和1molS(g)燃烧的能量变化如下图所示:

在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式:__________;也可以用NaOH吸收化石燃料燃烧产生的SO2,然后通入足量的O2,这样做的目的是__________
(4)第(3)题中得到的S在O2中燃烧生成SO2,在催化剂的作用下与O2发生反应产生SO3,所发生的的化学方程式为2SO2(g) +O2(g)2SO3(g),在温度不变的情况下,同时加快该反应的化学反应速率和提高SO2的转化率的措施有__________(任写1条)。
2022-12-15更新 | 49次组卷
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