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:0.15 引用次数:216 题号:22826218
利用为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入混合气体,平衡转化率和选择性随温度、投料比的变化曲线如图所示。

①表示选择性的曲线是___________(填“”或“”);平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是___________
②生成的最佳条件是___________(填标号)。


(3)一定温度下,向恒压密闭容器中通入,充分反应后,测得平衡转化率为选择性为,该温度下反应Ⅰ的平衡常数___________(为以物质的量分数表示的平衡常数)。
(4)向压强恒为的密闭容器中通入反应混合气,在催化作用下只发生反应Ⅰ,测得时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。

时空收率随温度升高先增大后减小的原因是___________
时,的平均反应速率___________
③反应Ⅰ的速率方程可表示为,其中为速率常数,(单位:)为各物质的起始分压,分别为的反应级数。实验结果表明速率常数与反应级数均受温度影响,当反应温度由升高到,则___________

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(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________
   
a.容器中压强不变            
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组温度℃起始量/mol[平衡量/mol达到平衡所需
时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
3900abcdt
①实验2条件下平衡常数K=___________
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时V__V(填“<”,“>”,“=”)。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________________________
(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系______________
(5)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________
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甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题:
Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇:
   kJ/mol
   kJ/mol
   
已知:甲醇的选择性
(1)___________,该反应自发进行的条件是___________
(2)一定温度下,在恒容密闭反应器中,反应③达到平衡,下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________ (填字母)。
A.升高温度B.充入,使体系压强增大
C.再充入1 molD.将从体系中分离出去

(3)恒温恒容条件下,原料气以物质的量浓度之比为1∶3投料时,控制合适条件(不考虑反应③),甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4MPa,,达到平衡时,mol/L,则该过程中的平衡转化率为___________%,该条件下反应②的___________(保留三位有效数字)。
Ⅱ.电催化法
一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左下图所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右下图所示。

(4)电极生成的电极反应式为___________
(5)控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为___________mol。
Ⅲ.甲烷催化氧化法
主反应:
副反应:
科学家将(是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇,部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注,TS代表过渡态)。

(6)该历程中正反应的最大活化能为___________kJ·mol,写出该步骤反应的化学方程式:___________
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(1)二氧化硫在作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。
热化学方程式为:,其催化机理如下:
第1步:
第2步:
第3步:___________。(写热化学方程式,的值用xyz的代数式表示)。
(2)燃煤发电厂常利用反应
对煤进行脱硫处理来减少的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
浓度时间/min
01020304050
1.000.790.600.560.560.56
00.420.800.880.880.88
①0~20min内平均反应速率___________
②请写出平衡常数表达式K=___________
(3)的排放主要自于汽车尾气,有人利用反应,用活性炭对NO进行处理。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图甲所示:

由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为___________;在1100K时,的体积分数为___________
(4)NO氧化反应:分两步进行,其反应过程能量变化示意图如图乙。
查阅资料知:
的反应历程分两步:
Ⅰ:
Ⅱ:
①决定NO氧化反应速率的步骤是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是的速率却随温度的升高而减小,原因是___________(填字母)
a、增大,增大b、减小,减小
c、增大,减小d、减小,增大
③由实验数据得到的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为___________(填字母)。

2022-11-16更新 | 282次组卷
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