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:107 题号:22877784
2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料,实现了循环内的零排放。“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源,不易爆炸、储运安全便捷。
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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【推荐1】甲醛有毒,被世界卫生组织列为一类致癌物。但甲醛是重要的工业原料,在化工、纺织、医疗等领域有广泛应用。
I.回收利用CO2是一种减弱温室效应的有效途径。科学家研究发现可利用回收的CO2与H2反应制备甲醛。
已知:①甲醛的燃烧热为akJ/mol;②H2燃烧热为bkJ/mol;③H2O(g)=H2O(l) ∆H2=-ckJ/mol
(1)CO2和H2合成甲醛的反应为CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g) ∆H=_____
(2)在2L密闭容器中通入0.2molCO2和0.2molH2,在三种不同条件下发生(1)中反应,测得CO2的转化率与时间的关系如图1所示。

①由曲线Y到曲线X采取的措施可能是_____;②由曲线Z到曲线X采取的措施可能是_____
Ⅱ.甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的一种新方法,该法得到无水甲醛的同时得到副产品氢气。

(3)在一个2L恒容密闭容器中投入2molCH3OH(g),在催化剂作用下发生反应:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) ∆H>0,同时存在副反应:CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ∆H>0.20min后,测得甲醇的转化率与甲醛的选择性分别与温度的关系如图2所示。温度高于650℃,甲醇的转化率升高,甲醛的产率_____,原因可能是_____
(4)甲醛被称为室内污染“第一杀手”。室内甲醛的含量可以通过传感器来监测。一种燃料电池型甲醛气体传感器的工作原理如图3所示,则a电极反应式为_____。国家标准是室内甲醛不能超过0.08mg·m-3,传感器在20m3室内空间测定,电路中有8×10-6mol电子通过,该室内甲醛含量为_____mg·m-3
2024-03-25更新 | 83次组卷
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【推荐2】煤炭是一种重要的化石能源,煤经过气化、水气变换等步骤得到合成气、CO、的技术是当前研究的热点。涉及的反应如下:
(1)“煤经过气化”涉及反应:   ,通常该步骤中需要通入适量氧气与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的主要作用:___________
(2)“水气变换”涉及如下反应:
反应Ⅰ:   
反应Ⅱ:   
反应Ⅲ:   
___________
②在某密闭容器中通入一定量的CO和,某纳米氟化物可用于制作光电材料对该反应进行催化,其晶胞结构如图。该晶体类型是___________,该化合物的化学式为___________

③为提高CO和的平衡转化率,除改变温度外,还可以采取哪些措施___________
④恒温恒容条件下,起始时CO和的浓度分别为a和b,达平衡时的浓度分别为c和d
i.达平衡时,的浓度是___________
ii.反应Ⅰ的平衡常数K是___________。(用a、b、c、d表示)
(3)“水气变换”中反应Ⅱ也可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。

阳极的电极反应式为___________
2024-06-13更新 | 37次组卷
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①CaC2的电子式为__________
该方法具有设备简单、投资低、收率高等优点;其缺点是_________________(列举2)。
(2)乙烯氧氯化法包含的反应如下:
CH2=CH2(g)+Cl2(g)→ClCH2-CH2Cl(g) △H1
2CH2=CH2(g)+4HCl(g)+O2(g)→2ClCH2-CH2Cl(g)+2H2O(g)△H2
ClCH2-CH2Cl(g)→CH2=CHCl(g)+HCl(g)△H3
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△H4=__________(用含△H1、△H2、△H3 的代数式表示)。
(3)将一定量的1,2-二氯乙烷充入密闭容器中发生反应:ClCH2-CH2Cl(g)→CH2=CHCl(g)+HCl(g), 的物 量分数 (w) 温度的关系如图所示。

温度低于290℃氯乙烯的产率为0,其原因是______________________;该反应的△H________(“>”“<”) 0。
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2018-02-02更新 | 855次组卷
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