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 > 盖斯定律的应用
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:154 题号:21624158
捕集并转化CO2可以有效实现碳达峰、碳中和。
Ⅰ.工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制取H2和CO,主要反应为:
反应①:   
过程中还发生三个副反应:
反应②:   
反应③:   
反应④:   H4
将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂,产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示:

(1)△H4=___________kJ·mol-1
(2)500℃时,比较小,此时发生的副反应以___________(选填②、③、④中一种)为主。升高温度,产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是___________
Ⅱ.光催化CH4和CO2生成CO和H2催化反应机理如图所示:

(3)上述反应机理中表现出氧化性的粒子有___________
Ⅲ.用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如右图所示:

,其中,Qx=nF,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(4)当电解电压为u1V时,阴极生成HCHO的电极反应式为___________
(5)当电解电压为u2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5:6,生成HCHO的法拉第效率m为___________

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【推荐1】2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球排放量增速趋缓。我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。综合利用是实现目标的有效途径。
(1)工业上常将转化为有机物实现碳循环。方法如下:


已知,其正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________kJ/mol。
(2)工业上常用反应ⅰ:
制取甲醇(CH3OH),其中的原料气
常用反应ⅱ:来制备。
①已知,写出表示燃烧热的热化学议程为___________
②在T℃时的10L密闭容器中,充入发生反应ⅱ,经过5min达到平衡,此时的转化率为50%,则从开始到平衡,的平均反应速率为___________。若向此10L密闭容器中,加入、和发生反应ⅱ,若温度仍为T℃,此时v___________v(填“<”、“>”或“=”)。
③若某温度下,将通入压强为200kPa的恒压密闭容器中发生反应ⅱ,正反应速率v=k×P(CH4)×P(H2O),逆反应速率v=k×P(CO)×P3(H2),P为分压(分压=总压×物质的量分数),则该反应的压强平衡常数Kp=___________(以k、k表示)。若k=,当消耗20%时,v=___________(保留两位有效数字)
2021-11-26更新 | 154次组卷
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【推荐2】工业上可通过煤的液化合成甲醇,主反应为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=x
(1)已知常温下CH3OH、H2和CO的燃烧热分别为726.5kl/mol、285.5kJ/mol、283.0kJ/mol,则x=_______;为提高合成甲醇反应的选择性,关键因素是___________
(2)TK下,在容积为1.00 L的某密闭容器中进行上述反应(CH3OH为气体),相关数据如图。

①该反应0-10min的平均速率v(H2)=_______;M和N点的逆反应速率较大的是______(填“v逆(M)”、“v逆(N)”或“不能确定”) 。
②10min时容器内CO的体积分数为_______。相同条件下,若起始投料加倍,达平衡时,CO的体积分数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)
③对于气相反应,常用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)表示平衡常数(以Kp表示),其中,PB=P×B的体积分数;若在TK下平衡气体总压强xatm,则该反应Kp=____(计算表达式)。实验测得不同温度下的lnK(化学平衡常数K的自然对数)如图,请分析lnK随T呈现上述变化趋势的原因是:____________
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【推荐3】我国科学者突破二氧化碳人工合成淀粉技术,具有划时代的意义。其中关键的一步是将二氧化碳在双金属固溶体氧化物()催化剂下变成甲醇,由制备甲醇过程可能涉及反应如下,
反应I:
反应II:
反应III:
试回答下列问题
(1)反应II的___________
(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中,充入3mol和1mol仅发生反应I,实验测得不同反应温度与体系中的平衡转化率的关系如下表所示:
温度(℃)500T
的平衡转化率(%)5040
①T___________(填“>”或“<”)500℃。
②温度为500℃时,该反应10min时达到平衡。用表示该反应的速率为___________;该温度下,的体积分数为___________
(3)我国科学者研究二氧化碳在双金属固溶体氧化物()催化剂下变成甲醇时还发现一定温度下当的转化率为10%,生成甲醇的选择性为90%,则甲醇的收率为___________(已知:收率=转化率×选择性);有利于提高平衡时转化率的措施有___________(填字母)
a.使用催化剂b.加压          c.增大的初始投料比        d.及时分离甲醇
(4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇过程中水的作用机理;其主反应历程如图所示(),下列说法错误的是___________(填字母)

a.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
b.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
c.向该反应体系中加入少量的水不能增加甲醇的收率
d.第③步的反应式为
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