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:109 题号:22064971
杭州亚运会主火炬燃料是“零碳甲醇”,这是一种利用焦炉气中的和工业废气捕获的生产的绿色燃料。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)_______
(2)在密闭容器中充有2molCO和,在催化剂作用下发生反应Ⅱ,改变条件,测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

若达到平衡状态A时,容器的体积为2L,则在平衡状态B时容器的体积_______(填“大于”、“=”或“小于”)2L。若反应进行1min达到平衡状态C,用CO的分压变化表示的平均反应速率_______,此时的化学平衡常数_______[是用分压表示的平衡常数,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)]。
(3)不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

已知:的平衡转化率
的平衡产率
其中纵坐标表示平衡转化率的是图_______(填“甲”或“乙”);压强由大到小的顺序为_______;图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______
(4)催化还原法
与丙烯通过金属杂多酸盐催化合成甲基丙烯酸。研究发现金属杂多酸盐中x对转化率的影响如图1所示,由图1得出催化效果最好的金属杂多酸盐化学式是_______

②催化剂在温度不同时对转化率的影响如图2所示,300℃催化效果远不如200℃和250℃的原因_______

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【推荐1】羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害,工业上用于合成除草剂、杀草丹、燕麦敌、杀虫剂巴丹等。其结构与类似。工业上一般通过或者CO与反应制取COS,发生的相关反应如下:
i. 
ii. 
iii. 
(1)_______
(2)COS的中心原子的杂化方式为_______
(3)在一定温度下,将4molCO和通入一固定容积的密闭容器中发生上述反应i。
①能证明上述反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
A.CO和的转化率相等   B.的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化   D.CO、、COS、浓度之比为1:1:1:1
②上述反应达到平衡后,所占的体积分数为12.5%,则该反应的平衡常数为_______(保留两位有效数字)。若此时再向体系中加入0.5molCO和,平衡将_______(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动;理由是_______
(4)将4molCO和通入一固定容积的密闭容器中发生上述反应i,反应5分钟,CO的转化率随温度的变化关系如图所示。a点_______(填“是”或“不是”)平衡状态,判断的理由是_______

(5)将、1molCO和通入一固定容积的密闭容器中发生上述反应i、ii和iii,CO、平衡时的转化率如图所示,转化率先减小后增大的原因是_______

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【推荐2】中国科学院大连化学物理研究所的“甲醇制取低碳烯经(技术”获得国家科学技术发明一等奖,该技术先由煤气化制合成气再由合成气制甲醇和氨气,最后由甲醇制乙烯和丙烯。
(1)煤气化包含一系列化学反应,已知热化学方程式:


则反应_____
(2)以投料比合成甲醇:,温度、压强与的平衡转化率的关系如图所示

回答下列问题:
_____(填>”或“<)0
______(填“>“或“<”)
时,点的_____(填>”或"<")
④若起始时提高投料比的平衡转化率将_______(填”增大”或“减小”)。
⑤参照下表,实际工业生产中大多采用,其优点是____________
方法催化剂条件备注特点
压力温度
高压法
二元催化剂
25~30380~4001924年工业化(1)催化剂不易中毒,再生困难
(2)副反应多
低压法
三元催化剂
5230~2701966年工业化(1)催化剂易中毒,再生容易,寿命为1~2年
(2)副反应少

(3)生成的反应为,在催化剂作用下的反应历程如下(表示吸附态)
化学吸附:
表面反应
脱附:
其中,的吸附分解反应活化能高,速率慢,决定了合成氨的整体反应速率.
①有利于提高合成氨平衡产率的条件有______(填字母)
A低温B高温C低压D高压E催化剂
②标准平衡常数,其中为标准压强(),为各组分的平衡分压,如为平衡总压,为平衡系统中的物质的量分数.已知起始时向一密闭容器中投入,反应在恒定温度和标准压强下进行,的平衡产率为,则该反应的________(用含的代数式表示)。下图中可以表示标准平衡常数随温度的变化趋势的是____________(填字母)
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【推荐3】NO、NO2是大气污染物,但只要合理利用,NO、NO2也是重要的资源。回答下列问题:
(1)氨的合成。已知:N2和H2生成NH3的反应为:N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=-46.2kJ·mol-1
在Fe催化剂作用下的反应历程为(※表示吸附态):
化学吸附:N2(g)→2N;H2(g)2H
表面反应:N+HNH;NH+HNH2;NH2+HNH3
脱附:NH3NH3(g)
其中N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。则利于提高合成氨平衡产率的条件有(        )
A.低温        B.高温        C.低压        D.高压       E.催化剂
(2)NH3还原法可将NO还原为N2进行脱除。已知:
①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1530kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1
写出NH3还原NO的热化学方程式__
(3)亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)     H<0。平衡后,改变外界条件X,测得NO的转化率α(NO)随X的变化如图所示,则条件X可能是__(填字母代号)。

a.温度       b.压强       c.       d.与催化剂的接触面积
(4)在密闭容器中充入4molCO和5molNO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746.5kJ•mol-1,如图甲为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。

①温度T1__T2(填“>”或“<”)。
②若反应在D点达到平衡,此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小,则重新达到平衡时,D点应向图中A~G点中的__点移动。
③探究催化剂对CO、NO转化的影响。某研究小组将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图乙所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为__;a点__(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由__
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