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:0.4 引用次数:96 题号:20662152
二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
      
      
      
回答下列问题:
(1)反应___________;该反应在___________(填“低温”或“高温”)下能够自发进行,反应的平衡常数K=___________(用含的式子表示)。
(2)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:   ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图所示,下列说法正确的是(填字母)___________

A.
B.
C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,小于50%
(3)CO合成甲醇时,在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、kPa左右,选择此压强的理由是___________

(4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察下图,当约为___________时最有利于二甲醚的合成。

(5)高温时二甲醚蒸气发生分解反应:。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻测定瓶内压强如下表:
t/min01020304050
/kPa50.078.092.099.0100100
①该反应达到平衡状态时,二甲醚的转化率为___________
②该反应的平衡常数___________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

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【推荐1】运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)反应:N2(g)+O2(g)2NO(g)       H1=+180.5kJ·mol1
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)        H2
已知CO的燃烧热为283.0 kJ·mol1,则H2=________
(2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)N2O2(g)(快);v1=k1·c2(NO);v1=k1·c(N2O2)   H1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)(慢);v2=k2·c(N2O2)c(O2);v2=k2·c2(NO2)   H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1、k1、k2、k2表示的平衡常数表达式K=_________
②决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反应_________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),反应Ⅰ的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1______E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是______
A.k2增大,c(N2O2)增大                           B.k2减小,c(N2O2)减小
C.k2增大,c(N2O2)减小                           D.k2减小,c(N2O2)增大
(3)在一定温度下向容积为2L的密闭容器中加入0.5molNO、0.5molCO,此时容器总压为P0kPa,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),4min时达平衡,此时测得氮气的物质的量为0.2mol,则0-4min内用CO2表示的的平均速率为_______kPa·min1,用平衡分压表示的平衡常数KP=__________(用含有P0的代数式表示)。达平衡后,若改变下列条件,既能加快反应速率又能提高NO的转化率的是_______
A.增大压强       B.降低温度       C.再加入0.5molNO、0.5molCO       D.分离出部分N2
2020-10-21更新 | 508次组卷
【推荐2】硫及其化合物在日常生活、工业生产中都非常普遍。
(1)变废为宝是治理污染的常用手段。以为催化剂,将氧化为,再进一步转化为硫酸,是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤:
(i)
(ii)
能量变化如图所示。

总反应_____(用中的合理数据组成的代数式表示)。决定催化氧化总反应速率的是步骤____(填i或ii),其活化能为______(用中的合理数据组成的代数式表示)。
(2)在水中,硫酸是一种强酸,但实际上只有第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,电离方程式可表示为:
时,溶液的_____7(填“>”“<”或“=”)。
的稀硫酸中,,则硫酸第二步电离的电离常数_______(只列式,不计算)。
(3)液态水中,水存在自偶电离:。平常书写的,实际上是纯水或水溶液中的缩写。如在水中电离,完整写法是
①液态的醋酸(用表示)中,同样存在的自偶电离,其方程式可表示为____
②用醋酸作溶剂时,硫酸是一种二元弱酸。将少量溶于冰醋酸中,第一步电离的完整写法是____。若保持温度不变,关于该所得溶液,下列说法正确的是____
A.加入少量冰醋酸,均减小
B.加入少量的电离程度增大
C.加入少量固体,的比值减小
D.加入少量固体,减小
2024-02-14更新 | 73次组卷
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【推荐3】诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议使用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料。工业上用天然气为原料,分为两个阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0 kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.67 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)制备合成气反应中,平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图1所示,判断T1和T2的大小关系:T1___________T2(填“>”“<”或“=”),理由是___________
(2)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17 kJ·mol-1。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为___________

(3)在体积不变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图2所示。
①图2中X代表___________(填“温度”或“压强”)。图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系的曲线是___________(填“AC”或“AB”)。
②若图2中M点对应的容器体积为5 L,则N点的平衡常数为___________L2·mol-2
(4)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为___________
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应(如图4所示)。CO2的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,先减小的原因是___________,后增大的原因是___________
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