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:185 题号:20878619
氢能源是最具应用前景的能源之一。甲烷-水蒸气催化重整制氢(SMR)是一种制高纯氢的方法之一,其涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ: 
反应Ⅱ: 
反应Ⅲ: 
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ能自发进行的条件是___________
(2)一定温度下,向某容积为1L的恒容容器中按照水碳比[]充入,tmin后反应达到平衡。达到平衡时,容器中CO为mmol,为nmol。
①下列说法不正确的是___________
A.为防止催化剂中毒和安全事故发生,需对原料气进行脱硫等净化处理
B.提高水碳比[],有利于提高的产率
C.升高温度有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动,温度越高越好
D.以作催化剂,降低反应活化能,提高反应速率和原料利用率
②反应Ⅲ的平衡常数___________ (用含a,m,n的代数式表示)。
(3)650℃(局部温度过高会造成积碳)、按照一定流速通入原料气,当水碳比[]一定时,催化剂中无添加吸附剂和添加吸附剂(吸收),各气体组分反应的平衡含量与时间的关系如图所示:

①催化剂中添加吸附剂与无添加吸附剂比较,的平衡含量升高,、CO和的平衡含量降低;的平衡含量降低,、CO和的平衡含量升高,最后与无添加吸附剂时的含量相同,可能的原因是___________
②实验时发现的平衡含量低于理论平衡值,CO的平衡含量高于理论平衡值,可能的原因是___________。(用化学反应方程式表示)
(4)该反应常采用钯膜分离技术(可选择性地让某气体通过而离开体系),其机理如图所示,其中过程2:,其活化能;过程3:H*在钯膜内的迁移速率是决速步骤(*表示物质吸附在催化剂表面),下列说法不正确的是___________。
A.钯膜对分子的透过具有选择性
B.过程4的
C.采用钯膜分离技术可以提高原料的利用率
D.常用将过程5中的吹扫出反应器,增大钯膜两侧的压强差,提高过程1、3速率而促进反应
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【推荐1】甲醇是重要的工业原料.煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。常温常压下反应的能量变化如图1所示:

化学键H—HH—OO=O
键能kJ/mol436x496

③CO(g)+ O2(g)=CO2(g)        H=-280kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l)        H=-284kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)       H=+44kJ/mol
请回答下列问题:
(1)甲醇气体分解为CO和H2两种气体这一反应的活化能为__kJ/mol;
(2)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式__
(3)H—O的键能x值为__
(4)如图2:在一容积可变的密闭容器中充入10molCO气体和30molH2气体,当达到平衡状态A时,容器的体积为20L。如反应开始时仍充入10molCO和30molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=___L;
(5)在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生该反应(起始温度和起始体积相同,反应物和生成物反应前后均为气态).相关数据如表所示:
容器
相关条件恒温恒容绝热恒容恒温恒压
反应物投料1molCO、2molH21molCH3OH1molCH3OH
平衡时容器体积V(甲)V(乙)V(丙)
反应的平衡常数KK(甲)K(乙)K(丙)
平衡时CH3OH的浓度/mol•L-1C(甲)C(乙)C(丙)
平衡时CH3OH的反应速率/mol•L-1•min-1v(甲)v(乙)v(丙)

则下列说法正确的是___
A.V(甲)>V(丙)
B.K(乙)>K(丙)
C.c(乙)>c(甲)
D.v(甲)=v(丙)
2020-06-29更新 | 45次组卷
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【推荐2】合成氨工业涉及固体燃料的气化,需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ∆H,测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示,回答下列问题:

(1)p1、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______________________
(2)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:反应1:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ∆H1= a kJ/mol
反应2:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ∆H2= b kJ/mol
① 则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是____________
② 已知298 K时相关化学键键能数据为:
化学键H—HO—HC—H
E/(kJ·mol-14364654131076

则根据键能计算,∆H1=________________。反应1自发进行的条件是___________。(填“较高温度”、“较低温度”、“任意温度”)
(3)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”)
(4)如图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。

①甲中负极的电极反应式为_______________,丙中C极的电极反应式为___________
② 乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为__________________
2019-11-30更新 | 169次组卷
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H2O(l)=H2O(g)                                                     ΔH=+44.0kJ·mol1
CO2(g)与NH3(g)合成尿素和液态水的热化学方程式_______________________
(3)CH4-CO2催化重整可以得到燃料CO和H2。一定条件下在恒容的密闭容器中发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)能够说明上述反应已达到平衡状态的是______ (填字母序号)。
A.CO2和CH4的浓度相等
B.v(CO2)=2v(CO)
C.每断裂4molC—H键的同时,断裂2molH—H键
D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.容器中混合气体的密度保持不变
(4)CO2是一种温室气体,但其本身无毒,处理废气时常将一些有毒物质转化为CO2。一定温度下,在三个容积均为2.0 L的密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
不同温度下,容器中各物质起始和平衡时的物质的量如下表所示:
容器温度/℃起始物质的量/mol平衡时物质的量/mol
NO(g)CO(g)CO2
500.20.20.12
1000.20.20.1
1000.30.3
下列说法正确的是___________
A.该反应的正反应为吸热反应
B.50℃时,若起始时向甲中充入0.1 mol N2和0.2 mol CO2,则达平衡时N2的转化率为40%
C.100℃时,若起始时向乙中充入的NO、CO、N2和CO2均为0.40 mol,则此时v>v
D.达到平衡时,丙中CO2的体积分数比乙中的小
2020-03-17更新 | 61次组卷
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