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:288 题号:22733535
经催化加氢可以生成低碳有机物,实现的综合利用和“碳达峰、碳中和”的目标。合成甲醇涉及以下三个反应:
   
   
   
已知:反应①、③是低温条件的自发反应。回答下列问题:
(1)上述三个反应的平衡常数与温度关系如图1所示。图1中c线表示的反应是___________(填“①”、“②”或“③”),___________(填“>”、“=”或“<”)。

(2)加氢制甲醇反应机理如图2所示。

下列说法正确的是___________(填字母)。
A.羧基物种和甲酸盐物种为两种中间体
B.该反应使用的催化剂既加快了反应速率,又提高了的平衡转化率
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
(3)某温度下,向一恒容密闭容器中充入等物质的量的,在催化剂作用下发生反应③并达到平衡状态。下列图像正确的是___________(填字母)。

(已知:C选项中t时刻再充入等物质的量的)
(4)在密闭容器中,充入合成,发生反应①和②。不同温度下达到平衡时的体积分数如图3所示。

①已知曲线b代表,则曲线a代表___________
时,的平衡转化率为___________(保留两位有效数字,下同),此温度下反应②的___________(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。

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【推荐1】汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一,治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题。回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ/mol;②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol;③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+89.0 kJ/mol则CH4催化还原NO的热化学方程式为___________________
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO,发生上述反应时,c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
   
①据此判断该反应的正反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。
②温度T1时,该反应的平衡常数K=___________;反应速率v=v-v=kc2(NO)c2(CO)-kc2(CO2)c(N2),k、k分别为正、逆反应速率常数,计算a处=______________
(3)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图:
   
①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),△H<0,则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为_________________
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示:
   
SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是_________________;当体系温度约为925℃时,SNCR脱硝效率最高,其可能的原因是_____________________
2019-03-16更新 | 761次组卷
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【推荐2】合成气是一种以H2和CO为主的化工原料气,其用途广泛、廉价、清洁,可以合成许多化工产品。
(1)由CH4、CO2制合成气的主要反应有:
I.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H1=-820.6kJ•mol-1
II.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H2=+247.3kJ•mol-1
III.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H3=+206.1kJ•mol-1
IV.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H4
H4=______kJ•mol-1
②用Ni基双金属催化反应III,反应的活化能降低,H3______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)一定条件下,向1L密闭容器中充入等物质的量的CO2和CH4,在催化剂作用下只发生反应II,反应控制其它条件不变,改变温度(T)对合成气中甲烷质量分数的影响如图:

若充入amolCH4,经过2小时后达到A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率v(CH4)=______mol•L-1•h-1(用含a的式子表示)。假设A为平衡态,此时压强为1MPa,则该反应的平衡常数Kp=______(MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)不同温度下,向体积为VL的含少量O2的密闭容器中按照n(CO2):n(CH4)=1投料,实验测得平衡时随温度(T)的变化关系如图1所示:

①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_____
②压强为p2时,随着温度升高,先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高变化的原因分别是______
③根据图1、图2分析,为提高CO的选择性(即CO在合成气中的体积分数)可采取的措施是______(填字母)。
A.提高比例       B.降低比例        C.高温、高压        D.低温、低压
2023-01-10更新 | 97次组卷
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解题方法
【推荐3】的综合利用是科学研究的热点问题。
Ⅰ.化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气无接触燃烧的绿色燃烧方式。是一种成本低、无重金属污染的优良载氧体,基于载氧体的化学链燃烧原理如图1所示。

(1)已知:① 的燃烧热为
②空气反应器中发生反应:   
写出燃料反应器中发生反应的热化学方程式:___________
Ⅱ.催化重整的方程式为:   。一定温度下,将等物质的量的充入刚性密闭容器中发生上述反应。
(2)下列说法能作为此反应达到平衡状态判据的是___________(填标号)。
a.混合气体压强不再变化       b.混合气体密度不再改变
c.       d.
(3)相同时间内测得选用不同催化剂时的转化率随反应温度的变化如图2所示。

①a点所处的状态___________化学平衡状态(填“是”或“不是”)。
的转化率:的原因是___________
℃时,在初始压强为的容器中反应达到平衡状态后,测得的体积分数为30%,则的转化率为___________;该温度下,此反应的压强平衡常数___________
Ⅲ.利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图3所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。

(4)①电解过程中___________(填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。
②多晶铜电极的电极反应式为___________
③理论上当生产乙烯时,铂电极产生的气体在标况下体积为___________(不考虑气体的溶解)。
2023-03-12更新 | 275次组卷
共计 平均难度:一般