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:173 题号:22673083
(丙烯)是重要基本有机原料。(丙烷)催化脱氢制C3H6过程如下:
Ⅰ.主反应:   
Ⅱ.副反应:   
回答下列问题:
(1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表:
化学键
能量/436.0413.4344.7
上述主反应的___________
(2)一定条件下,催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应,的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别为)。

时,图中表示体积分数变化的曲线分别为______________________
②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是___________(任写一种)。
(3)在压力(117.5 kPa)恒定,以作为稀释气,不同水烃比[、10、15]时,催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。

①相同温度下,水烃比远大于15∶1时,丙烷的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.丙烷的浓度过低;
ⅱ.___________
②M点对应条件下,若的选择性为60%,则反应的分压平衡常数___________kPa[的选择性]。
(4)利用的弱氧化性,科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3所示。

①反应(ⅱ)的化学方程式为___________
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是___________
(5)研究表明,氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素,如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm,设为阿伏加德罗常数的值。

___________
②该晶体密度是___________(用含n、的代数式表示)。

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解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐1】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,可将CO2催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应:
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol
反应II: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=_______
(2)在密闭容器中,上述反应混合体系建立平衡后,下列说法正确的是_______。
A.增大压强,CO的浓度一定保持不变
B.降低温度,反应II的逆反应速率增大,正反应速率减小
C.增大CH3OH的浓度,反应II的平衡向正反应方向移动
D.恒温恒容下充入氦气,反应I的平衡向正反应方向移动
(3)不同条件下,相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。

CH3OH的选择性= 100%
①由图可知,合成甲醇的适宜条件为_______ (填标号)
A.CZT催化剂            B. CZ(Zr-1)T 催化剂            C.230°C                    D.290 °C
②在230°C以上,升高温度,CO2的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2,发生反应I和反应II,反应达平衡时,CO2的转化率为50%,气体体积减小10%,则在达到平衡时, CH3OH的选择性=_______,反应II的平衡常数K=_______
(5)利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料,装置如图:

①铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_______
②若铜电极上只生成5.6gCO,则铜极区溶液质量变化了 _______g。
2022-04-20更新 | 652次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】氢气作为一种高效、清洁的能量载体受到国内外科学家与工业界的广泛关注。
回答下列问题:
(1)目前大规模制氢方法的主流是化学制氢,如甲醇水蒸气重整制氢。大多数研究支持甲醇水蒸气重整制氢涉及如下两步反应:
I.   
II.   
①请写出甲醇水蒸气重整制氢的热化学反应方程式:______
②甲醇水蒸气重整制氢反应在一定温度下进行,写出一条能提高甲醇平衡转化率的措施:______
(2)甲醇水蒸气重整制氢技术关键在于催化剂的选择,而反应中诸多因素也会影响催化剂活性,导致催化剂出现烧结失活或积碳中毒失活等情况,需经大量实验研究才能找出最适宜的反应条件。
①在反应温度250℃、液空速和水醇比为4.0条件下,考察不同催化剂氢产率(1mol甲醇与水蒸气重整反应后生成氢气的物质的量)随时间的变化曲线如图1所示,由图可知应选______作为催化剂X。(液空速:单位时间内通过单位体积催化剂的液体甲醇体积;水醇比:进料气中水蒸气与甲醇物质的量之比。)

②在水醇比为4.0和液空速条件下,在X催化剂上考察反应温度对甲醇水蒸气重整制氢反应氢产率的影响,结果如图2所示。由图可见氢产率随着催化剂床层温度的升高先增大后减小,原因反应氢是______

(3)测得甲醇水蒸气重整制氢系统的两步反应I、II,同温度下(398K~898K)的平衡常数对数值如图3所示,则498K时,甲醇水蒸气重整制氢反应的平衡常数为______

(4)某温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol、4mol进行反应,若平衡时甲醇转化率为α,用含α的代数式表示该反应的平衡常数并写出计算过程:______
2022-12-24更新 | 196次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】加氢转化为二甲醚()的反应过程如下:
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)若正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________(用含的式子表示)。
(2)在3.0MPa的恒压密闭容器中充入3mol和1mol发生上述反应,的平衡转化率、二甲醚和CO生成物的选择性随温度变化如下图所示。

已知:生成物A的选择性
平衡转化率随温度升高先降低后增大的原因是___________
②260℃,达到平衡时,容器内___________,反应Ⅲ用气体分压表示的平衡常数___________(气体分压气体总压体积分数)。
(3)在恒温密闭容器中将等物质的量的混合,选择适当的催化剂进行反应II,已知该温度下反应II的平衡常数,平衡时体系中CO的物质的量分数为,则___________(填标号)。
a.            b.            c.             d.
(4)某温度时,将1mol二甲醚引入一个抽空的1.50L恒容容器中,发生分解反应:。在不同时间测定容器内总压的数据如下表:
t/min0a2a3a4a
50.055.065.083.2103.8125.0
反应速率可以用单位时间内分压的变化表示,即,前2amin内二甲醚的平均反应速率___________
2024-06-05更新 | 36次组卷
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