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:97 题号:21707059
甲醇是一种理想的储氢载体,我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料舍成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该计划利用太阳能电解水产生氢气,然后将二氧化碳与氢气转化为甲醇,以实现碳中和的目的。生产甲醇过程主要发生以下反应:



(1)反应③活化能(正)___________(逆)(填“>”、“<”或“=”),该反应在___________(填“高温”或“低温”)条件下自发进行。
(2)当只发生以上反应时,单位时间内反应物投料与转化率、产率之间关系如下表:
转化率%11.613.715.918.7
产率%3.04.15.36.9
根据资料,氢气12000元/吨,二氧化碳1200元/吨,甲醇的选择率=甲醇的产率/二氧化碳转化率。若单纯从选择率角度看,上表中氢气与二氧化碳的最佳投料比应为___________(填字母);若从碳中和的目的及原料成本因素考虑,实际生产中氢气与二氧化碳的最佳投料比应接近___________(填字母)。
A.2∶1          B.3∶1          C.5∶1          D.7∶1
(3)工业生产对催化剂进行选择的时候,除了要考虑催化剂的效率以外,催化剂的稳定性也是很重要的参考条件,一般工业生产所用催化剂更换间隔为半年到一年,请根据下图信息,选出最适合的催化剂___________。
A.B.C.D.


(4)在恒温密闭容器中,往容器中注入一定量发生以上反应,若反应达到平衡时浓度相等,则平衡时的的浓度=___________
(5)通过设计燃料电池(图1),可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物

请写出燃料电池负极反应方程式___________

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【推荐1】回答下列问题:
(1)①若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2molN2和0.6molH2,在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3       H<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时H2的转化率为______
②平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有______(填字母)。
A.加了催化剂            B.增大容器体积        C.降低反应体系的温度          D.加入一定量N2
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2            B.v(N2)=3v(H2)
C.容器内压强保持不变                                                          D.混合气体的密度保持不变
(2)化学反应的焓变通常用实验进行测定:实验测得,标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量,试写出表示甲烷燃烧的热化学方程式:______
(3)已知:As(s)+H2(g)+O2(g)=H3AsO4(s)        H1
H2(g)+O2(g)=H2O(l)       H2
2As(s)+O2(g)=As2O5(s)       H3
则反应的As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)H=______
2023-03-10更新 | 216次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)根据下面能量变化示意图,请写出NO和CO2反应的热化学方程式:_______

(2)肼(N2H4)是火箭发动机的燃料,它与N2O4反应,生成氮气和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+8.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0kJ·mol-1
①则肼跟N2O4反应的热化学方程式为_______
②肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,其电解质是20%-30%的KOH溶液,该电池的其负极反应为_______。消耗0.1mol肼,需通入空气的体积为_______(标准状况,空气中氧气的体积分数为20%)。
(3)工业合成氨是重要的化工反应,一定温度下,在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的9/10,则N2的转化率(N2)=_______
(4)汽车尾气中存在NO和NO2是大气污染物。已知反应N2O4(g)2NO2(g) H>0,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是_______

a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点的化学平衡常数:A>C
c.A、C两点N2O4的转化率:A>C
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
2022-03-17更新 | 97次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。请回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+ 2H2(g)。
已知: C(s)+2H2(g) = CH4(g) H = -75 kJ/mol
C(s)+O2(g)= CO2(g ) H = -394 kJ/mol
C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g) H = -111 kJ/mol
①该催化重整反应的H =_______kJ/mol。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______(填序号)。
A.高温低压       B.低温高压        C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2/L2
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应CH4(g) =C(s)+ 2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(S)= 2CO(g)
H /(kJ/mol)75172
活化能/
(kJ/mol)
催化剂X3391
催化剂Y4372

由上表判断,催化剂X_______Y(填 “优于”或“劣于”)。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_______(填标号)。

A. K、 K均增加                    B. v减小、v增加
C. K减小、K增加                  D. v增加的倍数比v增加的倍数大
2021-12-02更新 | 95次组卷
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