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:112 题号:6314223
2017年5月18日,中国国土资源部地质调查局宣布,我国在南海进行的可燃冰试采获得成功,成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家,可燃冰即天然气水合物,甲烷含量占80%至99.9%。化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体,这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨,回答下列问题:
(1)甲醇是一种用途广泛的化工原料,工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90kJ·mol-1K1
CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2K2
已知: CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1K3
H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ·mol-1K4
则K2=_______(用含K1、K3、K4的代数式表示)
(2)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________________
A.混合气体平均相对分子质量不变 B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变 D.反应速率满足以下关系:V(CO2)=3V(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示,若此时容器内压强为P,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP_____________(用含P的代数式表示,数值保留两位小数),若此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体,则平衡______(填“正向“逆向“不”)移动。(已知:气体分压=气体总压×体积分数)
   

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【推荐1】甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上在一定条件下可利用反应I和II来制备:
(1)已知在25°C、101kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为_______________________
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L密闭容器中,CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)(I),CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示:

①该反应的H______0,图中的p1____ p2(填“<”、“>”或“=”)
②已知100℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________________,该反应的平衡常数为_______(mol·L-1)2
(3)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H<0 (Ⅱ)若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是___________(填序号).
A.升高温度                                               B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大     D.再充入a mol CO和3a mol H2
(4)为提高燃烧效率,某燃料电池以甲醇原料,NaOH溶液为电解质,其负极电极反应式为______________
2020-02-17更新 | 38次组卷
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已知:丙烷的燃烧热;正丁烷的燃烧热,异丁烷的燃烧热
(1)写出丙烷燃烧热的热化学方程式:_______
(2)下列有关说法不正确的是_______(填标号)。
A.奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C.正丁烷比异丁烷稳定
(3)已知A气体的燃烧热为30kJ/mol,B气体的燃烧热为500kJ/mol。现有6mol由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是2000kJ,则该混合气体中气体A和气体B的物质的量之比是_______
(4)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
   
   
   
_______
(5)恒温恒容条件下,将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:,2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为
①从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为_______
_______
③下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_______(填字母)。
A.压强不再变化             B.气体密度不再变化
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1             D.A的百分含量保持不变
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【推荐3】二氧化碳的排放受到环境和能源领域的关注,其综合利用是研究的重要课题。
(1)合成尿素[CO(NH2)2]是利用 CO2的途径之一、尿素合成主要通过下列反应实现:
反应 I:2NH3(g)+CO2 (g)=NH2COONH4(s)        △H1=−272 kJ·mol−1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(1)+H2O(g)        △H2=+138kJ·mol−1
二氧化碳和氨气合成尿素的反应自发进行的条件是___________ ( 填“低温”“高温”或“任意条件”)。
(2)利用CO2和 H2合成乙烯:2CO2(g)+6H2 (g)CH2=CH2 (g)+4H2O(g)。
①在恒容密闭容器中,起始压强相同,反应温度、投料比[]对CO2平衡转化 率的影响如图1所示。则△H_____ (填“>”或“<”,下同)0;M、N 两点的化学平衡 常数KM _______KN

②300℃时,向1L恒容密闭容器中充入2mol CO2、6 mol H2,平衡时 CO2转化率为 50%,K=     ___________ (写出计算式即可)。
(3)用电化学方法还原CO2将其转化为其他化学产品可以实现对CO2的综合利用。图2是在酸性条件下电化学还原CO2的装置。

已知:法拉第效率(FE) 表示为 。控制pH=1、电解液中存在KCl 时,电化学还原CO2过程中CH4(其他含碳产物未标出)和 H2的法拉第效率变化如图3所示。

①写出阴极产生CH4的电极反应式:___________
②结合图3的变化规律,推测KCl的作用可能是___________
③c(KCl)=3mol/L 时,22.4L(已折合为标准状况,下同)CO₂   被完全吸收并还原为CH4和C2H4,分离 H2后,将CH4和 C2H4的混合气体通入如图4所承装置(反应完全),出口处收集到气体8.96 L(不考虑水蒸气),则FE(C2H4)=___________
2024-01-08更新 | 90次组卷
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