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:25 题号:21088841
“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,研究甲烷的燃烧技术可减少CO2的排放并实现资源利用。
Ⅰ.甲烷直接燃烧可达到2800℃左右的高温,主要发生反应ⅰ,可能发生副反应ⅱ。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.……       
(1)利用计算时,反应ⅲ是______________(用表示)。
Ⅱ.化学链燃烧技术有利于的捕获和综合利用。较高温度下,将恒定流速的时刻通入反应器与载氧体反应,原理如图1所示,流出气体中各组分的浓度随反应时间变化如图2所示。待反应①完成后,时刻向反应器中通入一段时间氩气,时刻再通入一段时间空气,发生反应②,实现载氧体的循环再生。

(2)①的化学反应方程式是_______,载氧体的主要作用是_______(填“提供电子”或“接受电子”)。
(3)恒压条件下,反应①在某密闭容器中反应,平衡后通入气,测得一段时间内物质的量上升,其原因是_______
(4)结合图2,依据时刻产生,用化学方程式及简要文字解释时刻流出速率突然增大的可能原因_______

已知:失重率=
Ⅲ.某同学采用重量分析法探究载氧体的还原产物及循环效果,实验过程如下:在装置中放置一定量的,加热条件下通入足量,充分均匀反应,分析固体失重率。
(5)时载氧体的还原产物主要为结合简单计算说明时,载氧体的主要还原产物为_______,依据是_______
Ⅳ.有人设想利用“”间的转化实现的化学链燃烧过程,按图1的呈现方式。
(6)将该转化关系在虚线框内画出_______

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】回答下列问题
(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。

①从反应开始到l0min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=____
②下列说法正确的是_____(填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH =+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH = - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) ΔH = - 178.3kJ/mol
① 计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)的ΔH =___kJ/mol;若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=____(用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是____。(填字母)
A.降低体系的温度       B.压缩容器的体积
C.增加CaO的量        D.选用适当的催化剂
(3)甲醇作为一种燃料还可用于燃料电池。在温度为650℃的熔融盐燃料电池中用甲醇、空气与CO2的混合气体作反应物,镍作电极,用Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质。该电池的负极反应式为______
2017-02-17更新 | 524次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】丙烯是一种重要的化工原料,可通过丁烯催化裂解或丁烯与甲醇耦合制备。
Ⅰ.丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol-1、2050.0 kJmol-1、1410.0 kJmol-1,则该反应的ΔH_______ kJmol-1。下列操作既能提高C4H8的平衡转化率,又能加快反应速率的是_________
A.升高温度                              B.增大压强
C.增大C4H8的浓度 D.使用更高效的催化剂
(2)某温度下,在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应,容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间t/min024681012
总压强p/kPa4.004.514.804.914.965.005.00
则0~10 min内υ(C4H8)=_______ molL-1min-1,该温度下的平衡常数K_______kPa(用气体的分压表示)。
Ⅱ.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:
① 2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g) ΔH>0
② 2CH3OH(g)→C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH<0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)→2C3H6(g) ΔH<0
已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为_________
   
(4)图2是某压强下,将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低,其原因可能是__________________________________________________
   
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是________
A.增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B.甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳,延长催化剂的寿命
C.提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D.将甲醇转化引入丁烯的裂解中,可以实现反应热效应平衡,降低能耗
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【推荐3】研究氮氧化物的反应机理,NOx之间的转化对于消除环境污染具有重要意义。
(1)已知:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T1
① 达到平衡后,再充入1 mol 的NO2,则NO2的平衡转化率_______(“增大”、“减小”或者“不变”)。
② t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp________(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(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)(ΔH<0)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因,查阅资料知,NO氧化反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)N2O2(g) (快) v1=k1c2(NO)  v1=k1c(N2O2) ΔH1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) (慢) v2=k2c(N2O2)c(O2) v2=k2c2(NO2) ΔH2<0
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,写出此反应的ΔH=____(用ΔH1和ΔH2来表示);写出用k1、k1、k2、k2表示的平衡常数表达式K=_____
②决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T4>T3),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO,在温度________(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长,试结合反应历程分析其原因______

④由实验数据得到v2~c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为______(填字母)。
2020-08-24更新 | 51次组卷
共计 平均难度:一般