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:62 题号:21705991
甲烷是天然气的主要成分,是一种重要的清洁能源和化工原料。
(1)用煤制天然气时会发生多个反应,通过多种途径生成CH4
已知:

CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)ΔH=-203kJ·mol-1
写出CO与H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式___________
(2)工业上常用与水蒸气在一定条件下来制取H2,其原理为:
①一定温度时,在一个体积为2L的恒容密闭容器中,加入1molCH4和1.4mol水蒸气发生上述反应,5min后达平衡,生成0.2molCO,用H2表示该反应的速率为___________,此反应的平衡常数为___________(结果保留到小数点后三位)。
②下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是___________
A.体系的压强不再发生变化
B.生成1molCH4的同时消耗3molH2
C.体系的平均相对分子质量不再发生变化
D.体系的密度不再发生变化
E.反应速率
(3)一定温度下,向某密闭容器中充入适量CH3CHO(g),发生反应,经过相同时间测得CH3CHO的转化率与压强的关系如图所示:

时,增大压强,CH3CHO的转化率降低,其原因是___________
②当压强为4MPa时,该反应的平衡常数Kp=___________MPa(用各物质分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学制。下图表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图,在Cu电极上可以转化为,该电极反应的方程式为___________

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【推荐1】乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或电解法制取。回答下列问题:
Ⅰ、乙烯气相直接水合法制乙醇
(1)已知:
①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ·mol
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ·mol
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.6kJ·mol
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=___________
(2)已知等物质的量的C2H4和H2O的混合气体在一定的条件下反应,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
   
①图中压强P1、P2、P3由小到大的顺序为___________
②乙烯水合制乙醇反应在图中A点(P2=8.1MPa)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,结果保留两位有效数字)。
③若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则C2H4的平衡转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ、电解法制乙醇
(3)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙醇,其原理如图所示,电极材料均为惰性电极。该电解池阴极上的电极反应式为___________;每生成0.2mol乙醇,理论上消耗铅蓄电池中___________mol硫酸。
2023-01-10更新 | 180次组卷
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解题方法
【推荐2】完成下列问题
(1)工厂烟气(主要污染物)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。用氧化。氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。

①已知  。则转化为的热化学方程式为___________
②其他条件不变时,反应过渡态所需能量越高,反应越难进行,速率越慢。增加氧化的反应几乎不受影响,其可能原因是_______
(2)利用如图1装置可将转化为,变废为宝,分别在两极通入,溶液中______极(填“A”或“B”)移动,请写出正极的电极反应式为_______,该电池总反应方程式为_______

(3)利用电解法处理含氮氧化物的废气。实验室模拟电解法吸收NO,装置如图2所示(均为石墨电极),电解过程中NO转化为硝酸,请写出阳极的电极反应式为_______;电解总反应方程式为______

(4)电解产生的氢气在标准状况下的体积为33.6L,生成的稀硝酸和足量的硫酸混合最多可溶解的铜的质量为______。(写出计算过程)
2024-02-28更新 | 95次组卷
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【推荐3】碳中和是目前全球关注的热点。研发利用CO2成为目前的研究热点。将CO2加氢转化为甲醇是一种有效利用CO2的方式之一。
(1)已知:

由上述反应,可知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的△H=______ mol∙L−1
(2)实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO2和3molH2通入容器中,在催化剂的作用下,恒温500°C反应,每隔一定时间测得容器中甲醇和水蒸气的浓度如下:(表中数据单位:mol∙L−1)
I.反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) (主反应);
II.反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
物质\时间10min20min30min40min50min60min
CH3OH(g)0.400.550.650.730.800.80
H2O(g)0.450.630.780.860.900.90
①反应开始10分钟内,H2的平均反应速率为___________
②该温度下,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)平衡常数K的数值为___________
③500°C时,将容器的容积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是___________
a.c(H2)减小
b.I反应正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加
d.重新平衡时比值增大
(3)在上述模拟合成实验中,在催化剂的作用下,测定不同温度下,CO2平衡转化率与甲醇的选择性的关系如下表所示:
T/°C300500700
CO2平衡转化率/%939092
甲醇的选择性/%83.688.973.1
注:甲醇的选择性指反应中CO2转化为甲醇的百分比
请解释说明CO2平衡转化率先降低后升高的原因___________,并解释甲醇的选择性先升高后降低的原因___________
(4)金属−CO2电池同样是一种有效利用CO2的方式之一,福建物构所王要兵教授团队研究出可充电的水系Zn−CO2电池。根据电池示意图,电解质溶液均参与对应的电极反应,请写出放电时电池正极反应:___________
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