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:334 题号:3991176
在一定条件下,CO2可以合成一系列化工原料或燃料,在工农业生产中具有重大意义,根据以下合成过程,回答问题。
(1)目前工业上可用CO2生产甲醇燃料,反应的化学方程式为: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H。
已知:

共价键C=OH—HC—OC—HO—H
键能(KJ·mol-1750436358413463
该反应△H=________KJ/mol。
(2)研究证明。用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示:
   
①对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP= ________
②曲线a表示的物质为H2,理由是________
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是________(列举2项).
④在强酸性电解质水溶液中,以惰性电极电解CO2可得到多种燃料,其原理如图所示,电解时,生成乙烯的电极反应式________
   
(3)工业上利用CO2和NH3反应来制取尿素,反应2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O,在合成塔中不同氮碳比a[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]时二氧化碳转化率(x)如图:
   
①b宜控制在________(填序号)范围内
A. 0.6~0.7       B. 1~1.1       C. 1.5~1.61;
②a宜控制在4.0左右,理由是________
(4)工业上利用CO2和CH3OH反应制取碳酸二甲酯,反应:CO2(g)+2CH3OH(g) CH3OOCOOCH3(g)+H2O(g),在恒温、容积可变的密闭容器中加入1 molCO2, 2molCH3OH+CO2的转化率与反应时间关系如图所示,在反应过程中,若t1时容器体积为1000mL,则t2时容器体积V=" ________" mL。
   

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【推荐1】近日,厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室教授王野、傅钢和中国科学技术大学教授姜政等,创制出超高稳定性In/Rh@S-1催化剂,高选择性催化丙烷等低碳烷烃直接脱氢制取对应烯烃:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)       △H。
回答下列问题:
(1)已知:几种可燃物的燃烧热如表所示。
可燃物C3H8(g)C3H6(g)H2(g)
燃烧热△H/(kJ•mol-1)-2220-2051-285.8
上述反应中,△H=______kJ•mol-1
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1mol丙烷发生上述反应。下列叙述中,正确的是______(填标号)。
A.混合气体中H2体积分数最大值为50%
B.升高温度,丙烷脱氢反应的平衡常数增大
C.混合气体密度不变时,反应一定达到平衡状态
D.平衡时再充C3H8,丙烷平衡转化率减小

(3)单位时间内,丙烷在不同催化剂Cat1、Cat2作用下的转化率与温度关系如图所示。

催化效能较高的是______(填“Cat1”或“Cat2”);b点______(填“是”或“不是”)平衡点;b→c变化的原因可能是______
(4)保持总压强恒定为pkPa,向反应器充入丙烷和氩气(Ar)混合气体,仅发生上述反应,丙烷的平衡转化率与温度、起始投料比[η=]关系如图所示。

正反应速率:m______n(填“>”“<”或“=”);T1温度下,压强平衡常数Kp=______kPa(用含p的代数式表示)。[提示:用分压计算的平衡常数叫做压强平衡常数(Kp),分压=总压×物质的量分数。]
(5)以熔融K2CO3(不含O2-和HCO)为电解质的丙烷-空气燃料电池的放电效率高,该电池放电时,负极反应式为_______。为了使电池长时间稳定运行,必须确保电解质组成稳定,即在通入的空气中添加_______(填化学式)。
2024-05-24更新 | 39次组卷
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【推荐2】乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有________
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___kPa,该反应的平衡常数Kp=___kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的H2=____(写出用含有H3H4表示的代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应____(选填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。


①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是____
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有____(填字母)。
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式____。该历程的催化剂是____
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回答下列问题:
(1)___________
(2)已知反应Ⅱ的速率方程为,其中分别为正、逆反应的速率常数。如图(lg k表示速率常数的对数,表示温度的倒数)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示变化关系的是斜线___________(填标号)。

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(4)温度为时,在固定容积的容器中充入一定量的和1mol CO,平衡时和CO的转化率(α)及的物质的量(n)随变化的情况如图所示。

①m=___________时,的选择性___________
②已知起始充入1mol的CO和0.5mol的进行上述反应时,起始压强为。反应Ⅰ的___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用表示);温度为时,可能对应图中X、Y、Z、W四点中的___________(填标号)。
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