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 > 根据△H=生成物的总能量之和-反应物的总能量之和进行计算
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:98 题号:22224890
合成氨原料气高纯氢可以由天然气、水蒸气催化重整制取,所涉及的主要反应如下:

相关反应△H物质的量分数平衡常数
反应iKx1
反应ⅱKx2
反应iiiKx3
已知:反应的物质的量分数平衡常数,其中x(A)、x(B)、x(C)、x(D)为各组分的物质的量分数。
请回答下列问题:
(1)298K时,有关物质的相对能量如下表所示。
物质CO(g)H2O(g)H2(g)
相对能量/(kJ·mol-1)-110.5-241.80
CH4(g)的相对能量为_____kJ·mol-l
(2)反应ⅱ在某催化剂作用下,可能的反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面),请写出步骤Ⅱ的方程式。
I.
Ⅱ._____
Ⅲ.
Ⅳ.
V.
(3)相同条件下,随者反应温度的升高,化学平衡常数Kx1、Kx3的比值()_____(填“增大”“减小”或“不变”),其原因为_____
(4)T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molH2O(g),发生上述反应i和ⅲ。测得反应达到平衡时,容器中n(CH4)=0.4mol,n(H2)=2mol。
①T℃时,反应中H2O的平衡转化率为_____
②T℃时,反应i的平衡常数Kx1=_____(列出表达式,无需化简)。
③若将容器的体积压缩为1L,甲烷的平衡转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应ⅲ的逆反应速率_____
④下列图像正确且能表明tmin时反应i达到化学平衡状态的是_____(填字母)。
A. B. C. D.

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反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
(1)一定温度、压强下,由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。稳定单质的摩尔生成焓为0.已知CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ/mol、-201 kJ/mol、-242 kJ/mol,则在该条件下ΔH2=___________
(2)在体系总压恒定为10kPa的密闭容器中,通入 3mol CO2和5mol H2发生反应Ⅱ,反应达平衡时,CO2转化率为50%,该温度下的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数)。平衡后再充入2.5molCO2和2.5molH2O(g),此时v_______v(填“>”“<”或“=”)。
(3)利用反应Ⅰ和Ⅱ合成CH3OH,若氢碳比表示为f=,则理论上f=___________时,原料气的利用率最高。
(4)某实验小组研究T1、T2时CO与CO2间的转化,在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0,实验初始时体系中的c(CO)=c(H2O)、c (H2)=c(CO2),则平衡时lgc(CO)和lgc(H2)的关系如图所示。
   
①根据图像判断:T1___________T2 (填“>”“<”或“=”),T1时的平衡常数Kc=___________
②由平衡状态a到b,改变的条件是___________
(5)利用图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),
   
①该装置工作时,N电极的电极反应式为___________
②导线中通过2mol电子后,假定体积不变,M极电解质溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”),N极电解质溶液质量的变化Δm=___________g。
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