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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:258 题号:22842755
利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇,再通过甲醇制备燃料和化工原料等,是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一,反应如下:
i.   
ii.   
(1)稳定单质的焓(H)为0,有关物质的焓如表所示,
物质
-394-111-242
___________
(2)在5.0MPa下,将催化剂作用下进行反应i和ii.平衡时和CO选择性S[S(或CO)]及的转化率a随温度的变化如图所示。

①表示平衡时的转化率的曲线是___________(填“x”“y”或“z”)。
②250℃时,平衡体系共有,则的平衡转化率=___________,反应i的___________(是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数,列计算式)。
③p、q两点反应i的正反应速率大小:___________。(填“>”“=”或“<”)
(3)若只发生反应ii,反应的速率方程为,其中x表示相应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),k为反应的速率常数。已知平衡后,此时反应ii的速率___________(用含k的代数式表示)。
(4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇的机理;其主反应历程如图所示。下列说法正确的是___________(填字母)。

A.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
C.第④步的反应式为
D.反应历程中只有键断裂,没有键断裂

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【推荐1】究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义:
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)       △H=-41kJ•mol-1
②C(s)+2H2(g)CH4(g)       △H=-73kJ•mol-1
③2CO(g)CO2(g)+C(s)       △H=-171kJ•mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:______
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)       △H。
温度/400500
平衡常数K95.3
①通过表格中的数值可以推断:其正反应在_____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②CO2的平衡转化率与压强、温度及氢碳比m[m=]的关系分别如图a和图b所示。

图a中压强从大到小的顺序为_____,图b中氢碳比m从大到小的顺序为_____
(3)工业上也可以利用CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)某1L恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示:

①0~3min内,H2的平均反应速率为_____mol•L-1•min-1,该温度下的平衡常数为K=_____(单位可忽略)。若达平衡时,保持温度不变,向容器中再充入CO2、H2、CH3OH和H2O各0.25mol,则此时v_____v(填“>”、“<”、或“=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是_____
A.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1        B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变                              D.c(CO2)和c(H2O)的浓度相等时
(4)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①已知:H2O(g)=H2O(l)        △H1=-Q1kJ/mol
C2H5OH(g)=C2H5OH(l)        △H2=-Q2kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)        △H3=-Q3kJ/mol
若使46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为______kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)=CO(g)的△H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有______
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Ⅰ.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料,只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。
(1)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为___________
(2)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素基态原子的核外电子排布式:___________
(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号:______________________
Ⅱ.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中,断裂化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键
键能/(kJ/mol)436391945
(4)已知: ,根据上表中所列键能数据可计算出___________
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(1)反应Ⅰ的化学方程式为______
(2)反应Ⅱ几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,如图所示能正确表示ZnO催化CO2和H2合成甲醇反应过程的是______(填选项字母)
A.B.
C.D.

(3)有关合成甲醇的反应,条件改变使反应速率增大的原因分析不正确的是______。
A.使用催化剂,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加
B.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加
C.增大压强,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增加
D.增大c(CO2),活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加
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