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:245 题号:5505716
工业上可用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应平衡常数温度/℃
500800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)K12.50.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)K21.02.50
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)K3

(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3________(用K1、K2表示)。500 ℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v________v(填“>”、“=”或“<”)。

(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)—反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_______________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是______________

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【推荐1】可作大型船舶的绿色燃料,可由CO或制备。工业上用制备的原理如下:
反应1:   
反应2:   (副反应)
(1),该反应的ΔH=___________kJ/mol。
(2)将按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应1和反应2,分别在1MPa、3MPa、5MPa下改变反应温度,测得的平衡转化率()以及生成、CO选择性(S)的变化如图[选择性为目标产物在总产物(和CO)中的比率]。

①代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线___________(填“a”、“b”或“c”)。
②随着温度升高,a、b、c三条曲线接近重合的原因是___________
③P点对应的反应2的平衡常数___________(结果保留2位有效数字,已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,其中为各组分的平衡分压)。
(3)最近,中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体,将带来系列技术变革。某小组据此设计了如图装置,以电化学方法进行反应1。

①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
②生成的电极反应式为___________
③若反应2(副反应)也同时发生,出口Ⅱ为CO、的混合气,且,则惰性电极2的电流效率___________()。
2024-05-12更新 | 74次组卷
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【推荐2】自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氨在工农业生产中应用广泛,可由N2、H2合成NH3
(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如图:

结合图象,写出1molCH4通过蒸汽转化为CO2和H2H=___kJ·mol-1
(2)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,通过电解实现高温常压下的电化学合成氨。其示意图如图所示,阴极的电极反应式为___

(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0。如t1min时达到平衡,在t2min时改变某一条件,其反应过程如图所示,下列说法正确的是____

A.t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:K<K
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器中充入3mol N2和9mol H2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图。

①T1、T2、T3由大到小的排序为___
②在T2、60MPa条件下,A点v___v(填“>”“<”或“=”),理由是__
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=___MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位有效数字)
2021-10-24更新 | 66次组卷
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【推荐3】全球变暖,冰川融化,降低大气中CO2的含量显得更加紧迫。
(1)我国储氢碳纳米管研究取得重大进展,碳纳米管可用氧化法提纯,请完成并配平下述化学方程式: ___C+___K2Cr2O7+____ ______=__CO2↑+___K2SO4+__Cr2(SO4)3+__H2O
(2)甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1=-116kJ/mol
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是___________(填字母代号)。
A.随时将CH3OH与反应混合物分离             B.降低反应温度
C.增大体系压强                                                D.使用高效催化剂
②已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g) H2=-283kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g) H3=-242kJ/mol
则表示1 mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为__________________
③在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下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1 mol)与CO平衡转化率的关系。
   
请回答:
i)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是_____________
ii)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下,反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数KZ=__________(计算出数值)。 此时KZ________KY(填“>”“<”或“=”)。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5 mol/ L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______________
2019-03-28更新 | 447次组卷
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