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:0.4 引用次数:144 题号:21072572
以CO2和NH3为原料合成尿素有利于实现“碳达峰、碳中和”,该体系中同时存在以下反应:
Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)   ΔH1=-159kJ·mol-1
Ⅱ.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   ΔH2
Ⅲ.NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   ΔH3=+72kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的ΔH2=___________kJ·mol-1,ΔS___________0(填“>”或“<”)。
(2)一定温度下,按物质的量之比为2:1通入NH3和CO2至密闭容器中,假设仅发生反应Ⅰ。达到平衡后,CO2的平衡浓度为c1mol·L-1,其他条件不变,缩小容器容积,重新达到平衡后,CO2的平衡浓度为c2mol·L-1,则c1___________c2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)为研究上述三个反应的平衡关系,通入3mol的NH3、CO2混合气体至10L恒容密闭容器中,NH3的平衡分压随初始充入NH3与CO2的物质的量之比、温度的变化关系如图所示。

①a___________b(填“>”或“<”)。
②M点的p平衡(NH3)大于N点的p平衡(NH3),原因为___________(答一点)。
③T1℃时,反应前容器内气体压强为p0kPa,达到N点对应平衡状态的时间为tmin,则0~tmin时段反应的平均速率v(CO2)=___________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。保持温度不变,平衡后再向容器中通入一定量的水蒸气,NH2COONH4的平衡产率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

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【推荐1】Ⅰ、O3将I氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I(aq)+O3(g)=IO(aq)+O2(g)     H1 ②IO(aq)+H+(aq)HOI(aq)     H2
③HOI(aq)+I(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)     H3 总反应H=______
Ⅱ、用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用: H2O2+I=H2O+IO; H2O2+IO=H2O+O2↑+I
总反应的化学方程式是__________
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,

②无KI加入。下列判断正确的是___________(填字母)。
a 加入KI后改变了反应的路径       
b 加入KI后改变了总反应的能量变化
c H2O2+I=H2O+IO是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到_____,说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. ________。以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是______
(4)资料4:I(aq)+I2(aq)I(aq)   K=640。为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微粒II2I3
浓度/(mol·L12.5×103a4.0×103
①a=______
②该平衡体系中除了含有I,I2,I3外,一定还含有其他含碘微粒,理由是________
2020-11-14更新 | 184次组卷
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【推荐2】甲烷水蒸气催化重整(SMR)是传统制取富氢和CO混合气的重要方法,具有工艺简单、成本低等优点。
回答下列问题:
(1)已知一定温度时,有如下反应:
①CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g)   ΔH1=−35.7 kJ·mol−1
②CO(g)+ H2(g) +O2(g) H2O(g)+CO2(g)     ΔH2=−524.8 kJ·mol−1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   ΔH3=−41.2 kJ·mol−1
则该温度下,甲烷水蒸气催化重整的热化学方程式为___________
(2)将1 mol CH4和1 mol H2O(g)通入某恒容密闭容器中,不同温度下的各物质平衡组成曲线以及CH4和H2O(g)转化率曲线分别如图1和图2所示。

①由图1说明温度___________(填“较高”或“较低”)时有利于甲烷水蒸气重整反应制氢。
②由图2可知低温时,水的转化率比甲烷的高,其原因是___________。(结合方程式表示)
③由图1、图2可知温度高于1000 ℃时,甲烷和水的转化率基本相等的原因是___________
④若在一定温度下同时提高甲烷和水蒸气的转化率,可采取的措施为___________
(3)重整生成的气体通入熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)中,负极气体放电的反应式为______________________
(4)按水碳比n(H2O)/n(CH4)=2通入恒容的密闭容器内,在一定温度下,发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),起始压强为p0,达到平衡时,甲烷的转化率为90%。若不考虑副反应,则该温度下反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,保留小数点后一位)。
(5)若重整反应的消耗速率与自身压强间存在关系v=k·p(CH4)·p(H2O),v=k·p(CO)·p3(H2),其中k、k是与反应温度有关的速率常数,温度升高,k、k增加的倍数:k___________k(填“>”“<”或“=”)。
2021-04-16更新 | 179次组卷
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【推荐3】随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭,同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下,作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体()直接转化为合成气(主要成分为CO和),兼具环境效益和经济效益。
(1)已知:、CO和的燃烧热(ΔH)分别为。写出甲烷干重整反应的热化学方程式:___________
(2)甲烷干重整过程中可能存在反应:
R1:(主反应)
R2:
R3:
R4:
R5:
各反应的(K为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。

由图可知,为提高主反应的转化率应___________(填“升高温度”或“降低温度”)。
(3)在、进料配比、温度为500~1000℃的条件下,甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。

①甲烷干重整的最佳温度为___________℃。
②在最佳温度、p条件下,向某2L的恒容密闭容器中加入2mol 和2mol ,设只发生R1、R2两个反应。达平衡后,测得容器中CO的浓度为1.4的转化率为90%,则此时R1反应的压强平衡常数___________(保留两位有效数字,压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算,平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
(4)恒容绝热条件下仅发生主反应时,下列情况能说明该反应达到平衡状态的有___________(填标号)。
A.的转化率相等B.
C.的体积分数保持不变D.体系的温度不再变化

(5)合成气可以用于生成甲醇,在容积为2L的恒容密闭容器中加入2mol 和1mol CO,发生反应(未配平),各组分的物质的量随时间的变化如图所示。

0~5min内___________;15min时改变的条件不可能是___________(填标号)。
A.充入                           B.充入CO                           C.通入惰性气体
2024-05-23更新 | 81次组卷
共计 平均难度:一般