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:0.65 引用次数:13 题号:22856462

CH4在高温下的分解反应相当复杂,其原理属于游离基反应。随着反应温度的不同,CH4的分解产物为甲基-CH3、亚甲基-CH2-、次甲基、氢原子H等,这些基团又可以相互结合形成诸多种类的物质,如2个亚甲基结合,就形成了乙烯、2个次甲基结合就形成的乙炔。一般规律是:温度越高,小分子量的产物就越多。

(1)反应符合最理想的原子经济是绿色化学所提倡的,如果用银作催化剂,可实现乙烯与氧气制备X(分子式C2H4O,不含双键),则该反应的化学方程式是_______(有机物请写结构简式)。
(2)已知相关物质的燃烧热如表,写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_______
物质燃烧热/(kJ·mol-1)
氢气285.8
甲烷890.3
乙烯1411.0
(3)在400℃时,向初始体积0.5L的恒压反应器中充入1molCH4,发生上述反应,测得平衡混合气体中CH4的体积分数为20.0%。则:
①在该温度下,其平衡常数K=_______
②若向该容器通入高温水蒸气(不参加反应,高于400℃),C2H4的产率将_______(选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”),理由是_______
③若容器体积固定,不同温度下可得变化如下图,则温度T1、T2的关系是_______

④实际制备C2H4时,通常存在副反应:2CH4(g)→C2H6(g)+H2(g)。反应器和CH4起始量不变,不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如下图。

A.在200℃时,测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是_______
B.400℃时,C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%,则体系中CH4的体积分数是_______

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【推荐1】甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。工业上常用天然气作为制备的原料。已知:



(1)化合生成的热化学方程式是___________
(2)利用③ 的原理:向恒容、体积为VL的密闭容器中充入1与2,在不同压强下合成甲醇。的平衡转化率与温度、压强(P)的关系如下图所示:

①以下能说明该反应达到平衡状态的是___________
A.混合气体的密度保持不变    B.容器内总压强保持不变
C.的体积分数保持不变    D.
②压强___________(填“<”或“>”)
③结合图像信息,计算b点时,该反应的平衡常数___________
④要提高的转化率,可以采取的措施是___________
a.升温  b.加入催化剂 c.增加的浓度  d.加入  e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
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(1)已知:CO(g)+O2(g)=CO2 (g) △H2=-283kJ/mol
H2(g) +O2(g)=H2O (g) △H1=-242kJ/mol
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式:________________
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。

请回答:
①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是_________
②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的平衡常数 K=_________
③下列既能提高上述反应中 CO 的平衡转化率,又能增大反应速率的是____(填标号)。
a.增大压强       b.降低温度       c.增大H2浓度       d.加高效催化剂
④若上述反应在某恒温恒容容器中发生,能说明该反应达到平衡的是____(填标号)。
a.气体平均相对分子质量保持不变 b.△H1保持不变
c.保持不变                                   d.气体密度保持不变
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol/L)变化如下表所示:
0min5min10min
CO0.10.05
H20.20.2
CH3OH00.040.05
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是______________
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【推荐3】磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物,用磷石膏生产硫酸或硫,既可减少对环境的污染又可使资源循环利用。
(1)已知:3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g)   △H1=a kJ/mol
3CaS(s)+CaSO4(s)= 4CaO(s)+4S(s) △H2=b kJ/mol
则硫酸还原磷石膏的反应2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g)   △H=_______kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。
(2)磷石膏转氨法制硫酸的主要反应为CaSO4(s)+(NH4)2CO3CaCO3(s)+(NH4)2SO4,该反应的平衡常数K=_______[已知: Ksp(CaCO3)=2.5×10-9,Ksp(CaSO4)=3.2×10-7]。
(3)一氧化碳还原CaSO4可发生下列反应,其lgKp与温度(T)的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数)。

I.SO2(g)+3CO(g)2CO2(g)+COS(g)
II.CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)
①△H>0的反应是_______(填“I”或“II”)。
②在交点A处,气体分压间满足的关系是:p(COS)=_______
③在恒温恒容密闭容器中进行反应(I),能说明已达到平衡状态的是_______(填字母)。
a. 2v(CO)=3v(CO2)
b.气体的密度不再随时间变化
c.气体的压强不再随时间变化
d.的值不再随时间而变化
④若在1.0L的恒容密闭容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只发生反应II,在B点时气体总压强为1 MPa,则此时CaSO4转化率为_______(已知=1.41)。
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