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:705 题号:6122329
辉铜矿(主要成分是Cu2S)含铜量高,是最重要的炼铜矿石。
I.已知: ①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2 kJ.mol-1
②Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) △H=-217.4kJ.mol-1
(1)Cu2S与Cu2O反应生成Cu 和SO2 的热化学方程式为_____________
Ⅱ.Cu2O可催化二甲醚合成乙醇。
反应①:CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) △H1
反应②:CH3COOCH3(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+C2H5OH(g) △H2
(2)压强为pkPa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图1所示,则△H1____(填“>”或“<”,下同)0、△H2_____0。温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图2所示。在300~600K范围内,乙酸甲酯的百分含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是____________
       
(3)若压强为pkPa、温度为800K时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH3OCH3 和1molCO发生反应①,2 min时达到平衡,则前2 min内CH3COOCH3 的平均生成速率为_________,该条件下平衡常数K=_____________
(4)以铜为原料,利用电解法可制取具有广泛用途的光电材料——纳米Cu2O,其工作原理如图3所示。则b是_______极,电解时阳极的电极反应式为______________
   

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】CH4和CO2一样是主要的温室气体,且性质稳定,但CH4的温室效应约为相同质量CO2的120倍,在1000℃以上CH4会完全分解为炭黑。研究如何转化CO2和CH4对减少温室气体的排放,改善大气环境具有重要的意义。
(1)573K时,CO2能与H2在催化剂下转化生成CH3OH。已知:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1
ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.4kJ·mol-1
请写出CO2与H2反应生成CH3OH(g)的热化学方程式__
(2)用Ni作催化剂,在一定的温度和压强下,CO2与CH4发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+274.3kJ·mol-1
下列反应条件有利于提高CH4平衡转化率的是__(填正确答案标号)。
A.适当升高温度            B.降温同时加压
C.增大CO2的量            D.选择更合适的催化剂
(3)某化学实验小组将1molCH4与1molCO2充入1L的恒容密闭容器中,使其发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。
①1200K之前CO2的平衡转化率大于CH4可能的原因是___
②923K时,该反应在10min达到平衡,则0~10min内CH4的平均反应速率为__mol·L-1·min-1

(4)2014年我国科学家成功实现甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。某化学研究室将2molCH4充入1L的密闭容器中,在单中心铁的催化作用下,CH4主要转化为C2H4,同时还有C6H6(g)、H2生成,反应达到平衡时测得n(C2H4)=0.6mol、C6H6(g)=0.05mol,则反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数K=___(计算结果保留一位小数)。
(5)利用电化学装置可实现将CH4和CO2两种分子转化为常见化工原料,其原理如图所示:

①多孔电极a为___(填“阴极”或“阳极”)。
②若生成的C2H6和C2H4的体积比为1:1,则多孔电极b发生的反应为___
③当生成C2H6和C2H4各0.1mol时,转化的CH4和CO2的总体积在标准状况下是___L。
2021-04-22更新 | 430次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。请回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+ 2H2(g)。
已知: C(s)+2H2(g) = CH4(g) H = -75 kJ/mol
C(s)+O2(g)= CO2(g ) H = -394 kJ/mol
C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g) H = -111 kJ/mol
①该催化重整反应的H =_______kJ/mol。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______(填序号)。
A.高温低压       B.低温高压        C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2/L2
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应CH4(g) =C(s)+ 2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(S)= 2CO(g)
H /(kJ/mol)75172
活化能/
(kJ/mol)
催化剂X3391
催化剂Y4372

由上表判断,催化剂X_______Y(填 “优于”或“劣于”)。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_______(填标号)。

A. K、 K均增加                    B. v减小、v增加
C. K减小、K增加                  D. v增加的倍数比v增加的倍数大
2021-12-02更新 | 97次组卷
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【推荐3】诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料。工业上用天然气为原料,分为两个阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-90.67 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)制备合成气反应中,平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图1所示,判断T1和T2的大小关系:T1_______T2(填“<”或“=”),理由是_______

(2)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17 kJ·mol-1,为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为_______
(3)在体积不变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图2所示。

①图2中X代表_______ (填“温度”或“压强”)。图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系的曲线_______(填“AC”或“AB”)。

②若图2中M点对应的容器体积为5 L,此时容器的压强为b kPa,则N点的压强平衡常数Kp为_______
(4)为节约化石能源,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为_______
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入CO可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应(如图所示)。

CO2的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,请分析可能的原因_______
2023-01-12更新 | 137次组卷
共计 平均难度:一般