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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:103 题号:20603326
研究CO2的回收和综合利用对航天建设有重要意义。
Ⅰ.载人航天器中,利用萨巴蒂尔反应可将航天员呼出的CO2转化为 H2O,再通过电解H2O 获得 O2,实现O2的再生,同时还能制备CH4。已知:
反应①:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)   ∆H = −252.9kJ/mol
反应②:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)   ∆H = +571.6kJ/mol
请回答下列问题:
(1)反应①属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表:
化学键H-HC=CC-CC-H
E(kJ/mol)436a348413
已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/mol,则a=___________
Ⅱ.回收利用CO2是目前解决长期载人航天舱内(如空间站)供氧问题的有效途径,科研人员研究出其物质转化途径如下图:

(3)反应A为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),是回收利用CO2的关键步骤。
已知:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)   ΔH = −483.6 kJ·mol−1  
CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(g) + CO2(g)   ΔH = −802.3 kJ·mol−1  
反应A的ΔH = ___________ kJ·mol−1
(4)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于恒容密闭容器中发生反应A,在相同时间内测得H2O的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。            

①理论上,能提高CO2平衡转化率的措施有___________(写出一条即可)。
②空间站的反应器内,通常采用反应器前段加热,后段冷却的方法来提高CO2的转化效率,原因是___________
(5)下列关于空间站内物质和能量变化的说法中,不正确的是___________(填字母)。
a.反应B的能量变化是电能→化学能或光能→化学能
b.物质转化中O、H原子的利用率均为100%
c.不用Na2O2作供氧剂的原因可能是Na2O2不易实现循环利用
(6)用CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g)代替反应A,可实现氢、氧元素完全循环利用,缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降,其原因是___________

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回答下列问题:
(1)以上四个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示:

已知C比B稳定,反应的焓变分别为,则___________0(填“>”或“<”),的数值范围是___________(填标号)。
A.<-1             B.-1~0             C.0~1             D.>1
(2)650K,以充料,反应达平衡时物质A、B、C、D的物质的量分数[例如:]随体系压强的变化关系如图所示:

随压强p变化的曲线分别是______________________,判断的理由是___________
②其他条件不变,若增大的比例,则的值将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③当压强时,的平衡转化率___________,反应压强平衡常数___________(列出计算式即可)。
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常温下,ΔH3=___________,S(单斜,s)和S(正交,s)更稳定的是___________
(2)16g液态肼(N2H4)与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出320.8kJ的热量。已知H2O(l)=H2O(g)        ΔH=+44kJ·mol-1,则液态肼与液态双氧水生成液态水和氮气反应的热化学反应方程式为___________
(3)pH=2的HCl溶液和pH=12的某BOH溶液恰好完全反应,则混合溶液的pH<7,理由是___________(用离子方程式表示)。
(4)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)       =+180.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)        =-393.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=CO(g)        =-221.0kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式___________
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请写出制备水煤气的热化学方程式_______________________
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回答下列问题:
①p1、p2、p3的大小关系是__________,图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是__________(用Ka、Kb、Kc表示)。
②一定条件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     ΔH3,向固定容积为1 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2,一段时间后达到平衡状态,测得CH3OH(g)的物质的量为1mol,则此条件下该反应的化学平衡常数K=_________(用分数表示);若开始时充入2 mol CH3OH(g) 和2 mol H2O(g)达到相同平衡状态时,CH3OH的转化率为_______;若平衡后再充入4 mol的N2,则c(CO2)和原平衡比较是_________。(填“增大”、“减小”、“不变”)
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