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 > 根据△H=生成物的总能量之和-反应物的总能量之和进行计算
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:192 题号:21457620
通过“CO2—合成气—高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2和H2合成甲醇的过程中会发生如下两个反应:
Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)       ΔH2
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
物质CO2(g)H2O(g)CH3OH(g)H2(g)
标准生成热/kJ/mol-393.5-241.8-201.20.0
(1)反应Ⅰ的焓变ΔH1=___________kJ/mol。
(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ,则下列事实能说明反应达到平衡状态的是________
A.容器内气体的压强不变B.容器内温度不变
C.容器内气体的密度不再改变D.容器内气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率v=k·p(CO2)·p(H2),逆反应速率v=k·p(CO)·p(H2O),k、k分别为正、逆反应的速率常数,lgk(k表示k或k)与的关系如下图所示,其中直线a、b分别表示k、k随温度的变化。升高温度,反应Ⅱ的平衡常数K___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4)在上图A点对应的温度下,向某刚性密闭容器中按n(CO2):n(H2)=4:5的比例充入CO2和H2同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,已知起始时容器内压强为90kPa,10分钟后体系达到平衡状态,容器内压强变为70KPa。
①平衡时反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________kPa-2(用平衡分压表示平衡常数),平衡时氢气的转化率为___________
②进一步提高氢气平衡转化率的方法有______________________(写两种不同的方法)。
(5)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为___________(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为___________

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【推荐1】Ⅰ.天然气开采过程会产生大量含硫废水(硫元素的主要存在形式为),可采用氧化法对其进行处理。
(1)下列事实中,能够比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是___________(填标号)。
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于亚硫酸
C.常温下,的氢硫酸和亚硫酸的分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸

Ⅱ.已知:氧化还原反应可拆分为氧化、还原两个半反应,电极电势分别表示为,电势差。如。两组电对的电势差越大,反应的自发程度越大。
(2)各电对的电极电势与产物浓度的关系如图1所示,将体系中自发程度最大的反应记为ⅰ,反应ⅰ的离子方程式为___________。各微粒的相对能量如下表:
相对能量ab0cde
已知反应ⅰ为放热反应,当有发生反应ⅰ时,释放的能量为___________。(用含字母的代数式表示)

(3)时,向浓度为溶液中加入一定量固体,在不同下的去除率随时间变化如图所示。

①实际生产中采取的去除条件,而不选择更低的原因为___________
时,前的去除速率___________;实际生产中反应时间选择而不是更长,其原因为___________
(4)已知反应过程中还会发生如下两个反应(均未配平):
ⅱ.

实验测得,在时,的投加量对平衡体系中部分微粒浓度的影响如图所示。

时,反应ⅲ的平衡常数___________
②结合反应ⅰ、ⅱ、ⅲ分析,当投加量高于时,单位体积内S的质量减小的原因为___________
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【推荐2】二氧化钛()是一种重要的工业原料,可用四氯化钛()制备,反应:
请回答下列问题:
(1)下列措施,既能加快反应速率又能增大平衡转化率的是___________(填选项字母)。
A.缩小容器容积       B.加入催化剂       C.分离出部分   D.增大浓度        E.降低温度
(2)若反应的逆反应活化能表示为,则E___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)能表示该反应的平衡常数K与温度T的关系的直线为___________(填“x”“y”或“z”)。

(4)时,向10L恒容密闭容器中充入1mol 和2mol ,发生反应。4min达到平衡时测得的物质的量为mol。
①0~4min内,用表示的反应速率___________
②保持温度不变,向该容器中再充入各,平衡将___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(5)时,向10L恒容密闭容器中充入4mol 和一定量的混合气体,发生反应,两种气体的平衡转化率()与起始的物质的量之比[]的关系如图所示:能表示平衡转化率的曲线为___________(填“”或“”);M点的坐标为___________。(涉及计算时,结果保留分数)
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加氢合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
反应i:
反应ii:
(1)在特定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在298K的标准生成焓,则反应ii的=______

物质

标准摩尔生成焓(

0

-394

-111

-242


(2)在加氢合成甲醇的体系中,下列说法不正确的是______(填序号)。
A.增大H2浓度有利于提高的转化率
B.若气体的平均相对分子质量不变,说明反应i、ii都已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,反应i平衡正向移动,反应ii平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量

(3)不同条件下,按照投料,的平衡转化率如下图所示:

①压强由大到小的顺序是______;压强为时,温度高于570℃之后,随着温度升高平衡转化率增大的原因______
②图中点,此时压强为0.1MPa,的选择性为(选择性:转化的中生成的百分比),的平衡转化率为60%。则该温度时反应i的平衡常数=______(分压=总压×物质的量分数)。
③反应ii的净速率,其中分别为正、逆反应的速率常数,为气体的分压,降低温度时,____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)反应i的Arrhenius经验公式的实验数据如图中线所示,计算该反应的活化能______;当改变外界条件时,实验数据如图中线所示,则改变的外界条件可能是______。已知:经验公式为:(其中为反应的活化能,为速率常数,R和C为常数)。
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