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:82 题号:21976371
党的二十大报告中强调“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”,CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。
Ⅰ.利用CO2合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH1=-49kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH2=+41.17kJ/mol
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)     ΔH3
(1)反应③中ΔH3=___________,该反应自发的条件是___________(填“高温自发“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(2)在催化剂作用下,按n(CO2):n(H2)=1:3的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为3.2MPa,测得不同温度下,反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示:

已知:甲醇的选择性=×100%。
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的,判断的依据是___________,在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是___________
②T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为10min ,则H2的分压=___________MPa,v(CH3OH)=___________MPa/min,反应②的Kp=___________(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=A的物质的量分数×P,最终结果用分数表示)。
Ⅱ.近年来,有研究人员用CO2通过电催化生成多种燃料,实现CO2的回收利用,其工作原理如图所示。

(3)请写出Cu电极上产生CH3OH的电极反应式:___________

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【推荐1】杭州第19届亚运会主火炬首次使用甲醇作燃料。已知:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)______,反应Ⅱ自发进行的条件是______
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入只发生反应I。下列叙述正确的是______(填标号)。
A.达到平衡时最多生成
B.体积分数不变时达到平衡状态
C.平衡后再充入平衡转化率增大
D.升温,反应速䆥增大,平衡常数减小

(3)科学家对反应Ⅱ机理进行计算模拟,反应过程中能量变化如图所示。

总反应经历______步反应,总反应的最大能垒是______。催化剂主要降低第______步能垒。
(4)一定温度下,在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入,发生反应和Ⅲ,其中一个容器使用水分子膜分离技术。实验测得平得转化率与压强关系如图所示(已知:选择性为)。

①其他条件不变,增大压强,平衡转化率增大的原因是______。采用水分子膜分离技术的是______(填“甲”或“乙”)。
②该温度下,点对应的反应Ⅲ平衡常数______(结果保留两位有效数字)。提示:用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数,气体分压总压气体物质的量分数;的选择性
2024-06-05更新 | 36次组卷
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【推荐2】Ⅰ.合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1是一个可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。则:
(1)如果将1mol氮气和3mol氢气混合,使其充分反应,反应放出的能量总小于上述数值,为什么?___
(2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2L的密闭容器内,充入2mol氮气和3mol氢气,反应经过2分钟后,容器内压强变为原来的,则0~2分钟内用氮气表示的化学反应速率是___,此时氢气的转化率为___
(3)在容积为2L的密闭容器内,充入1mol氮气和3mol氢气,在500℃、有催化剂作用条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是___
a.正反应速率和逆反应速率相等且为零
b.氮气和氢气的转化率相等
c.氮气的转化率达到最大值
d.氮气和氢气的浓度相等
e.NH3的体积分数保持不变
f.反应达到该条件下的最大限度
(4)燃煤废气中的CO2能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇(CH3OH,甲醇的结构式如图所示):3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H。已知:
化学键C—HC—OC=OH—HO—H
键能/kJ·mol-1412351745436462
则△H=___

(5)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗9.95gCuCl(s)放热4.44kJ,该反应的热化学方程式是___
(6)根据所学知识,比较下列反应热的大小。
①同一反应的生成物状态不同时反应热不同,如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2,则△H1___△H2(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②同一反应的反应物状态不同时,反应热不同,如S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1,S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2,则△H1___△H2
2021-09-25更新 | 560次组卷
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【推荐3】研发二氧化碳的利用技术具有重要意义。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关反应有:
反应Ⅰ:   
反应Ⅱ:   
反应Ⅲ:   
则反应___________
(2)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为的原理如下图所示:

已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表)如下:
       
①写出碱性条件下生成的电极反应式:___________
②实验测得,碱性条件生成总的选择性小于酸性条件,原因是___________
③实验测得,酸性条件生成总的法拉第效率小于碱性条件,原因是___________
④碱性条件下反应一段时间,实验测得的选择性及的法拉第效率如下表所示。则的法拉第效率___________

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2024-02-24更新 | 268次组卷
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