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:0.4 引用次数:62 题号:22936057
温室气体对环境危害大,在工业生产中尽量将它们转化为可用的原材料。
Ⅰ. 工业上利用催化重整制取和CO,主要反应为
反应①: CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)     
过程中还发生三个副反应:
反应②:H2(g)+ CO2(g) CO(g) + H2O (g)     
反应③:2 CO(g) CO2 (g) + C (s)     
反应④:CH4(g) 2 H2 (g) + C (s)     
(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂,产物中与CO的物质的量之比、的转化率与温度的关系如图所示:

(1)_______
(2)500℃时,比较小,此时发生的副反应以_______(选填②、③、④中一种)为主。升高温度,产物中与CO的物质的量之比增大的原因是_______
Ⅱ. 温室气体CH4可以和H2S在一定条件下发生反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)=2∶1.0.1 MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:

(3)M点,H2S的平衡转化率为_______
(4)N点对应温度下,该反应的KP =_______(MPa)2   (保留两位有效数字)
Ⅲ.用光电化学法将还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:

,其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为u1 V时,阴极生成HCHO的电极反应式为_______
(6)当电解电压为u2 V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则生成HCHO的法拉第效率m为_______

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【推荐1】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,水煤气变换是一种常用的制氢方法,其反应原理为:
已知:(i)
(ii)
(iii)
(1)反应_______
(2)恒定总压和水碳比投料,在不同条件下达到平衡时的分压(某成分分压总压该成分的物质的量分数)如下表:

条件10.300.300
条件20.320.260.02
①在条件1下,水煤气变换反应的分压平衡常数_______
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式_______
(3)科学家在水煤气变换中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。该反应历程图如下,其中吸附在催化剂表面的物种用“”标注,指过渡态,部分产物用球棍模型表示。

与反应历程对应的微观示意图部分如下:

①该历程的决速步骤方程式为_______
②下列说法正确的是_______
A.过程Ⅱ既有化学键的断裂也有化学键的形成
B.过程Ⅲ的熵变为零
C.低温下实现高反应速率是因为该催化过程降低了水煤气变换反应的
D.过程的微观图示为:
(4)实验发现,其他条件不变,在相同时间内,向反应体系中投入一定量的可以增大的体积分数,其实验结果如图所示:

投入等质量的纳米比微米使的体积分数增大的原因可能是_______
2024-03-07更新 | 66次组卷
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【推荐2】随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.研究发现,以为原料合成尿素的反应     ΔH,分两步完成,其能量变化如图甲所示:

第一步:       
第二步:             
(1)合成尿素的决速反应是______反应(填“第一步”或“第二步”)。
(2)已知合成尿素       ΔH的活化能Ea(逆)为194,则该反应的活化能Ea(正)为______
Ⅱ.以催化重整制备合成气发生反应:
(3)在一定条件下,在密闭容器中通入一定量的的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。

①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是____(填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变                    B.容器内CO与的物质的量之比保持不变
C.反应速率:             D.断裂2mol C—H同时断裂1mol H—H键
②由图乙可知,压强____(填“>”、“<”或“=”,下同);压强为时,对应温度下Y点速率____
③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态时,可能是图中:A、B、C、D、E点中的____点。
④一定温度下,向容积不变的密闭容器中通入总压强为P kPa的等物质的量的以及一定量的水蒸气(水蒸气不参与反应),达到平衡后总压强1.48P kPa,的转化率为60%,则该温度下的____(用含P的代数式表示,只列计算表达式:用平衡分压代替平衡浓度,已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。
Ⅲ.在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料,其原理如图丙所示。

(4)铜电极上产生的电极反应式为______,若铜电极上只生成5.6g CO,则铜极区溶液质量变化了____g;若铜极上只生成0.3mol 和0.4mol HCOOH,则电路中转移_____mol电子。
2024-03-31更新 | 84次组卷
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【推荐3】烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中的SO2、NOx的含量。
(1)O3氧化姻气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) H=-200.9kJ·mol-1
3NO(g)+O3(g)3NO2(g) H=-317kJ·mol-1
则2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的H=____kJ·mol-1
(2)T℃时,利用测压法在刚性反应器中,投入一定量的NO2发生反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g),体系的总压强p随时间t的变化如表所示:
反应时间/min051015202530
压强/MPa20.0021.3822.3023.0023.5824.0024.00

①15min时,反应物的转化率α=____
②T℃时反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g)的平衡常数Kp=____(Kp为以分压表示的平衡常数分压等于总压乘以该气体的物质的量分数)
(3)T℃时,在体积为2L的密闭刚性容器中,投入2molNO2发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得:v=kc2(NO2),v=kc2(NO)·c(O2),k、k为速率常数,受温度影响。在温度为T℃时NO2的转化率随时间变化的结果如图所示(反应在5.5min时达到平衡):


①在体积不变的刚性容器中,投入固定量的NO2发生反应,要提高NO2转化率,可采取的措施是________
②由图中数据,求出该反应的平衡常数为____
③计算A点处=____(保留1位小数)。
2022-03-08更新 | 64次组卷
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