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:154 题号:21355231
丙烯腈()是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,副产物有乙腈()、氢氰酸、丙烯醛()等,以丙烯、氨气和氧气为原料,在催化剂存在下合成丙烯腈的主要反应如下:
Ⅰ.   
Ⅱ.   
回答下列问题:
(1)   ___________kJ/mol。
(2)反应Ⅰ在______ (填“高温”“低温”或“任意”)条件下可自发进行;恒温恒容条件下,若容器内只发生反应Ⅰ,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是______
A.容器内混合气体的密度不再变化            B.断裂1molN—H的同时断裂3molO—H
C.容器内压强不再变化                               D.3v(NH3)=2v(O2)
(3)恒温下,充入丙烯、氨气和氧气发生反应Ⅰ和Ⅱ,体系达到平衡后,若压缩容器体积,则反应Ⅱ的平衡移动方向为___________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)已知对于反应:,T℃,压强为p的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amolC3H3N(g),bmolC3H4O(g),此时C3H6(g)的分压p(C3H6)=_______________ (分压=总压×物质的量分数,用含a,b的代数式表示,下同);反应Ⅱ的Kp___________
(5)以丙烯腈为原料,利用电解原理合成已二腈可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,pb电极为______极,电解时Pb电极发生的电极反应式为___________

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【推荐1】我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标,“碳中和”对我国意味着:一是能源转型首当其冲:二是通过工艺改造、节能等措施减少二氧化碳的排放在能源的产生、转换、消费过程。
I.减少二氧化碳排放的方法之一是将CO2催化还原,比如:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2
都是目前处理CO2的重要方法。回答下列问题:
(1)反应1在_____的条件下能自发发生,该反应的活化能Ea(正)_____Ea(逆)(填“大于”或“小于”)。
(2)已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1
②H2O(l)=H2O(g) H3=44.0kJ•mol-1,则H2=_____kJ•mol-1
(3)恒温恒容的密闭容器中,投入物质的量之比为1∶3的CO2和H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJ•mol-1达到平衡,下列有关叙述正确的是_____
A.升高温度,逆反应速率增加,平衡常数减小
B.再加入一定量的CO2和H2,CO2和H2的转化率不可能同时都增大
C.加入合适的催化剂可以提高CO2的平衡转化率
D.其他条件不变,改为恒温恒压,可以提高平衡时CH3OH的百分含量
(4)一定条件下,在1L密闭容器中加入2molCO2和2molH2只发生反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),如图是随着反应的进行,CO2的浓度随时间改变的变化图。若在t1时刻再加入1molCO2,t2时刻到达新的平衡。请你画出t1~t3内时刻CO2的物质的量浓度随时间改变的变化图_____

(5)II.减少二氧化碳排放的方法之二是使用合适催化剂可由CO2和CH4可转化为CH3COOH,但反应中催化剂活性会因积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)而降低,同时存在的消碳反应CO2(s)+C(s)=2CO(g)则使积碳量减少。在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程:v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5 (k为速率常数)。在p(CH4)一定时,pa(CO2)>pb(CO2)>pc(CO2),如图可以表示不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势的是_____(填序号)。
A.B.
C.D.
(6)III.减少二氧化碳排放的方法之三是使用电化学方法转化CO2,研究证明:CO2也可在熔融碳酸钠中通过电解生成CO,收集CO进行其他有机类合成。则生成CO的反应发生在_____极,该电极反应式是____
2022-10-08更新 | 349次组卷
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【推荐2】CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)是缓解化石能源消耗、实现减排的重要途径之一。FT转化路径(CO2→CO→COnH2n)涉及的主要反应如下:
ⅰ. CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.1kJ·mol−1
ⅱ. nCO(g)+2nH2(g)=CnH2n(g)+nH2O(g) n=2时,ΔH2=-210.2kJ·mol−1
ⅲ. CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ΔH3=−205.9kJ·mol−1
(1)2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=_______kJ·mol−1
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A.增大n(CO2):n(H2)投料比B.增大体系压强
C.使用高效催化剂D.及时分离H2O
(3) n(CO2):n(H2)投料比为1:3、压力为1MPa时,无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如图。

①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为_______(填标号)。
A.373~573K                 B.573~773K                  C.773~973K                  D.973~1173K
②计算1083K时,反应ⅰ的Kp=_______
③373~1273K范围内,CO2的转化率先降低后升高的原因是_______
(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题,我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3 (SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如下。

①吸附态用*表示,CO2→甲氧基(H3CO*)过程中,_______的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm),笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测,短链烯烃选择性性提高的原因_______
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(1)已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.5kJ·mol-1
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2C(S)+O2(g)=2CO(g)H=-221kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式c(N2)·c2(CO2)/ c(NO)·c2(CO)为:请写出此反应的热化学方程式______________
(2)利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
已知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法正确的是_____(填序号)。

①不同条件下反应,N点的速率最大
②N点时平衡常数比M点时平衡常数小
③温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
④实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率
(2)在密闭容器中充入5molCO和4molNO,发生上述(1)中某反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度,压强的关系。

回答下列问题:
①温度:T1_______T2(填“<“或“>”)。
②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的体积为2L,则此时的平衡常数K=___(结果精确到两位小数);用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)=_______
③若在D点对反应容器降温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的______点。
2017-12-08更新 | 194次组卷
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