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 > 盖斯定律的应用
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:26 题号:22758020
二氧化碳的排放受到环境和能源领域的关注,其综合利用是研究的重要课题。
(1)甲醇是一种可再生能源,可由CO2和H2制备:
反应1:   H1
反应Ⅱ:   H2
已知部分相关物质的标准燃烧热和标准熵数值如下表:

化学式

标准燃烧热(25℃)△H/kJ·mol-1

-726.5

-285.8

-283.0

标准熵:S/(J·mol-1·K-1

126.8

130.7

197.7

①△H2______0(填“>”或“<”)。
②反应Ⅱ能自发进行的最低温度为______K(保留小数点后1位)。
(2)常温下,将一定量甲醇放入真空的恒容密闭容器中,发生:
①甲醇达到液气平衡状态时的压强,称为甲醇该温度下的饱和蒸汽压(p),p与温度关系如图所示。请分析B点蒸气压大于A点蒸气压的原因____________

②Raoult定律表明,一定温度下,在稀溶液中,溶剂的饱和蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数。下图中甲烧杯盛有甲醇,乙烧杯盛有氢氧化钠的甲醇溶液,常温下,将甲、乙两烧杯置于真空密闭容器中,足够长的时间后,从下图中选择出可能会观察到的现象______(用字母表示)。

③实验测定64.7℃时相关物质的饱和蒸气压数值如下表所示:

物质

甲醇

甲醇水溶液(甲醇物质的量分数为0.4)

饱和蒸气压/kPa

101.3

23.90

甲醇

40.52

14.34

已知溶液上方蒸气的总压p=54.86kPa,为甲醇蒸气分压,x(CH3OH)为甲醇和水的蒸气中CH3OH的物质的量分数。64.7℃时,甲醇水溶液上方饱和蒸气中,甲醇物质的量分数______0.4(填“>”、“<”或“=”),解释采用蒸馏可获得较高浓度甲醇的原因____________
(3)工业用甲醇空气氧化法制甲醛,催化剂为铁钼氧化物。
   K   v
该反应分两步完成:
反应Ⅰ:   K1   
反应Ⅱ:   K2   
vv1v2表示化学反应速率,k1、k2为速率常数,分压P等于其物质的量分数乘以总压,为氧化态催化剂的物质的量分数:为还原态催化剂的物质的量分数:反应Ⅰ为决速步。下列说法不正确的是______。
A.
B.用铁钼氧化物来提高甲醇的平衡转化率
C.总反应速率
D.增大O2的分压,有利于增大HCHO的生成速率

(4)利用电化学原理可同时将SO2,CO2变废为宝,装置如图所示(电极均为惰性电极)。

①a为______极(填“正”或“负”)
②d电极反应式为______
③若b电极消耗16 gO2则Y中左侧溶液质量减轻______g。

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【推荐1】工业原料气中含有CO、氧硫化碳(COS)等有毒气体,它们能使催化剂中毒和大气污染。使用这样的原料气时需要进行净化处理。
I. CO的处理。硝酸的工业尾气中含有大量的氮氧化物,在一定条件下用氮氧化物处理CO能使有毒气体都变为环境友好型物质。已知有下列反应:
①2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H=-566 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)= 2NO(g)   △H=+181 kJ/mol
(1)请写出用NO处理CO反应的热化学方程式___________
下列措施中能够增大该反应有毒气体平衡转化率的是__________(填字母标号)。
a 增大反应体系的压强        b 使用优质催化剂             
c 适当降低温度                  d 增大NO的浓度
II.氧硫化碳(COS)的脱硫处理。在一定条件下用水蒸气与氧硫化碳反应是常用的脱硫方法,其热化学方程式为:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H=-35 kJ/mol
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入等物质的量的水蒸气和氧硫化碳,在一定条件发生上述脱硫反应,反应开始时压强为P(MPa),测得一定时间内COS(g)和CO2(g)的物质的量变化如下表所示:
物质的量/mol

T1/℃

T2/℃

0min5min10min15min20min25min30min
COS(g)2.01.160.800.800.500.400.40
CO2(g)00.841.201.201.501.601.60
①0~5 min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)=________mol/(L·min)。
②由表中数据变化判断T1_____T2(填“>”、“<"或“=”)。理由为____________
③T1℃时,平衡常数Kp=_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
若30 min时,保持T2℃不变,向该容器中再加入该反应的四种物质各2 mol,则此时化学平衡______移动( 填"向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不")。
2023-02-11更新 | 241次组卷
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【推荐2】AlN新型材料应用前景广泛,其制备与性质研究成为热点。
相关数据如下:
物质熔点/℃沸点/℃与N2反应温度/℃相应化合物分解温度/℃
Al6602467>800AlN:>2000   (>1400升华)
AlCl3:(>181升华)
Mg6491090>300Mg3N2:>800
(1)AlN的制备。
① 化学气相沉积法。
Ⅰ.一定温度下,以AlCl3气体和NH3为原料制备AlN,反应的化学方程式是____________________
Ⅱ.上述反应适宜的温度范围是______℃(填字母)。
a.75~100               b.600~1100             c.2000~2300
② 铝粉直接氮化法。
Al与N2可直接化合为AlN固体,AlN能将Al包裹,反应难以继续进行。控制温度,在Al粉中均匀掺入适量Mg粉,可使Al几乎全部转化为AlN固体。该过程发生的反应有:___________________________和2Al + N2 2AlN。
③碳热还原法。
以Al2O3、C(石墨)和N2为原料,在高温下制备AlN。
已知:ⅰ. 2Al2O3(s) ⇌ 4Al(g) + 3O2(g)              ∆H 1 =+3351 kJ·mol-1
ⅱ. 2C(石墨,s) + O2(g) = 2CO(g)        ∆H 2 =-221 kJ·mol-1
ⅲ. 2Al(g) + N2(g) = 2AlN(s)                     ∆H 3 =-318 kJ·mol-1
运用平衡移动原理分析反应ⅱ对反应ⅰ的可能影响:______________________________________
(2)AlN的性质。AlN粉末可发生水解。相同条件下,不同粒径的AlN粉末水解时溶液pH的变化如图所示。

① AlN粉末水解的化学方程式是____________________________________
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(3)AlN含量检测。向a g AlN样品中加入足量浓NaOH溶液,然后通入水蒸气将NH3全部蒸出,将NH3用过量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余的H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,则样品中AlN的质量分数是________________________________
2020-01-23更新 | 325次组卷
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【推荐3】请在标有序号的空白处填空:
(1)利用催化剂可使NO和CO发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH<0.已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面表中。
①请填全表中的各空格;
实验
编号
T(℃)NO初始浓度
(mol∙L-1)
CO初始浓度
(mol∙L-1)
催化剂的比表
面积(m2∙g-1)
2801.2×10-35.8×10-382
___1.2×10-3___124
350______82

②实验Ⅰ中,NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。
请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线,并标明各曲线的实验编号_____

(2)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜.已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)   ΔH=64.39kJ∙mol-1   
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)               ΔH=196.46kJ∙mol-1          
H2(g)+O2(g)=H2O(l)                    ΔH=-285.84kJ∙mol-1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为_____
(3)25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式CH3COOHH2CO3HClO
电离平衡常数1.7×10-5K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8

请回答下列问题:
①CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_____
②体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数_____(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;理由是_____

(4)①求常温下pH=2的H2SO4溶液中由H2O电离的c(H+)和c(OH-).
c(H+)=_____c(OH-)=_____
②在某温度时,测得0.01mol∙L-1的NaOH溶液pH=11,在此温度下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的硫酸VbL混合,若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va:Vb=_____
2020-12-28更新 | 119次组卷
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