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:208 题号:5666293
开发使用清洁能源,发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)甲烷水蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g)        △H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)              △H=+165.0 kJ·mol-1
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨的催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是__________________
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)     △H>0,100°C时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中,发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是_________________
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
(3)25°C时,在20mL0.lmol/L 氢氟酸中加入VmL0.lmol/LNaOH 溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____________

A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F-)-c(Na+)=9. 9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F- )=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(Na+)=0. lmol/L
(4)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H-O-F。HFO与水反应得到HF和化合物A,该反应的化学方程式为___________________

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】研究氮的固定具有重要意义。
(1)雷雨天气中发生自然固氮后,氮元素转化为硝酸盐而存在于土壤中。处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应:
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) H       K        
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H1=-92.4kJ·mol-1 K1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2=-571.6kJ·mol-1 K2
H=___;K=___(用K1和K2表示)。
(2)四个容积为2L的密闭容器中,分别充入1molN2、3molH2O,在催化剂条件下进行反应①,反应3小时后,测得实验数据见表:
序号第一组第二组第三组第四组
t/℃30405080
NH3生成量/mol0.80.91.00.6

若第三组反应3h后已达平衡,与前三组相比,第四组中NH3生成量最小的原因最可能是(且80℃无其他副反应):___。第四组反应中以NH3表示的反应速率是___
(3)美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨,将其附着在电池的正、负极上实现氮的电化学固定,其装置示意图如图所示:

则开始阶段正极反应式为___;忽略过程中溶液体积变化,当电池中正极区溶液pH=7时,溶液中NH3·H2O的浓度为__(Kb=2×10-5mol·L-1);当电池中正极区呈红色时,正极区溶液中c(NH)__c(Cl-)(填“>”“=”“<”)。
2021-09-27更新 | 520次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】甲醇是重要的化工原料。
(1)利用为原料合成可有效降低空气中二氧化碳的含量,其中涉及的主要反应如下:
   
   
已知:   ,则_______
(2)已知:,其中为速率常数。一定温度下反应达到平衡时平衡常数为K,则K=_______(用表示)。
(3)甲醇是优质的清洁燃料,可制作碱性甲醇燃料电池,工作原理如图所示。电极A的反应式为_______

(4)在一定温度下,向体积为4L的恒容容器中充入物质的量之和为6mol的和CO,发生反应,达到平衡时的体积分数与起始时的关系如图所示。

①从A点到C点,随增大,的体积分数增大的原因是_______,当起始时,反应经过20min达到平衡,若此时的转化率为60%,则0~20min内平均反应速率_______。若此时再向容器中充入2molCO和4mol,达到新平衡时CO的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②若起始时,反应达到平衡状态后,的体积分数可能对应图中的_______(填“D”、“E”或“F”)点。
2022-10-12更新 | 149次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】丙烯是一种重要的化工原料,可通过丁烯催化裂解或丁烯与甲醇耦合制备。
Ⅰ.丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol-1、2050.0 kJmol-1、1410.0 kJmol-1,则该反应的ΔH_______ kJmol-1。下列操作既能提高C4H8的平衡转化率,又能加快反应速率的是_________
A.升高温度                              B.增大压强
C.增大C4H8的浓度 D.使用更高效的催化剂
(2)某温度下,在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应,容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间t/min024681012
总压强p/kPa4.004.514.804.914.965.005.00
则0~10 min内υ(C4H8)=_______ molL-1min-1,该温度下的平衡常数K_______kPa(用气体的分压表示)。
Ⅱ.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:
① 2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g) ΔH>0
② 2CH3OH(g)→C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH<0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)→2C3H6(g) ΔH<0
已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为_________
   
(4)图2是某压强下,将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低,其原因可能是__________________________________________________
   
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是________
A.增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B.甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳,延长催化剂的寿命
C.提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D.将甲醇转化引入丁烯的裂解中,可以实现反应热效应平衡,降低能耗
2019-06-04更新 | 329次组卷
共计 平均难度:一般