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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:281 题号:7149350
亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)获得。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K3     
则K3=__________(用K1、K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为Cl-N=O):
化学键 N≡O (NO)Cl-Cl Cl-NN=O
键能/(kJ/mol)630243a607

则反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的ΔH和a的关系为ΔH= _______________kJ/mol。
(3)300℃时,2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v(正)=k·cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如表所示:
序号c(ClNO)/(mol/L)v/(x10-8mol·L-1·S-1)
0.300.36
0.601.44
0.903.24

n=________________;k=__________________________
(4)按投料比[n(NO):n(Cl2)=2:1]把 NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图A所示:

①在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为______________
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 x体积分数)。
(5)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图象如图B所示,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是______________点,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。

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【推荐1】二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H1
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.4kJ/mol
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H3=-90.5kJ/mol
则△H1=__________
(2)科学家研究发现,上述反应历程包含7步基元反应,在铜催化剂表面发生反应时,各基元反应在不同铜原子晶面Cu(100)、Cu(110)、Cu(111)反应的能量变化如下表所示。(*指微粒吸附在催化剂表面。)
基元反应

H/eV

Cu(100)Cu(110)Cu(111)
CO2+H*COOH*0.520.340.79
COOH*CO*+OH*-0.26-0.33-0.11
OH*+H*H2O-0.100.10-0.34
CO*+H*HCO*0.550.500.66
HCO*+H*CH2O-0.53-0.27-0.69
CH2O+H*CH3O*-1.02-1.10-0.78
CH3O*+H*CH3OH-0.24-0.10-0.41
根据上表数据,在Cu(111)晶面的反应历程中,决定反应速率的基元反应是__________,该制甲醇的反应历程更容易在__________晶面发生。
(3)在p=4.00MPa、原料气n(H2):n(CO2)=3.4、铜催化剂的反应条件下,温度对CO2转化率、甲醇产率、甲醇选择性的影响如下图所示。

①CO2的转化率随温度升高而增大的原因可能是__________
②CH3OH的选择性随温度升高而减小的原因可能是__________
③计算240℃时反应Ⅱ的压强平衡常数__________ (列出计算式即可)。
(4)除调控合适的温度外,使CH3OH的选择性增大的方法有__________
2022-03-21更新 | 459次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器,大大减少了 CO和 NOx汽车尾气的排放。
(1)在催化剂作用下 CO还原 NO、NO2
标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1mol该化合物的焓变,25℃下几种物质的标准生成焓如下:
NO2COCO2NO
标准生成焓/kJ•mol-133.1—110.5—183.690.3
ⅰ.CO(g)+NO2(g) CO2(g(+NO(g) ΔH1
ⅱ.2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH2=—623KJ• mol-1
①ΔH1=______;写出用 CO还原NO2生成两种无污染的气态物质总反应的热化学方程式:______
②相同时间内,CO还原NO2的总反应中NO2的转化率随温度的变化趋势如下图所示,运用化学反应原理分析,NO2的转化率随温度先增大后减小的原因______;其中汽车尾气中NO2和 CO物质的量比______(填选项字母)时尾气中NO2的转化率最高。
A.0.3                      B.0.5               C.0.7

③某温度下,起始压强为 P0,在恒容密闭容器中充入等物质的量 CO和 NO在催化剂下进行反应ⅱ,NO的平衡转化率为α,则反应ⅱ的平衡常数 KP=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压 =总压 × 物质的量分数)。
(2)在催化剂作用下 H2还原 NO,2H2(g)+2NO(g) 2H2O(g)+N2(g)ΔH<0,反应的速率方程为v =kc(H2)• c2(NO)(k为速率常数,只与温度、催化剂有关系),其中 v为正反应速率。
①相同条件下,对速率影响程度c(NO)______c(H2)(填“ 大于” 、“ 小于” 或“ 等于” )。
②设反应开始时 H2和 NO的浓度相同,反应开始时 v =v0,NO的转化率为α时的反应速率为 vα,则vα =______v0
(3)一种以 CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态 K2CO3为电解质的燃料电池,工作原理如下图所示:

①电极 a为______(填“ 正极” 或“ 负极” ),Y物质为______
②正极上的电极反应式为______
2021-03-14更新 | 527次组卷
【推荐3】高纯硅用途广泛,是制备高纯硅的主要原料,制备主要有以下工艺。
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Ⅱ.氯氢化法:反应原理为   
(2)在恒温恒容条件下,该反应达到化学平衡状态,下列说法正确的是___________
A.HCl、的物质的量浓度之比为3:1:1
B.向体系中充入HCl,反应速率增大,平衡常数增大
C.向反应体系充入惰性气体,平衡不发生移动
D.移除部分,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
E.该反应在高温下自发进行
Ⅲ.冷氢化法:在一定条件下发生如下反应
ⅰ.   
ⅱ.   
ⅲ.   
ⅳ.   
(3)___________(写出代数式)
(4)已知反应ⅰ和反应ⅳ的压强平衡常数的负对数随着温度的变化如图所示。
   
①反应ⅰ、ⅳ中,属于放热反应的是___________(填序号)。
②某温度下,保持压强为12MPa的某恒压密闭容器中,起始时加入足量Si,通入8 mol 和6 mol ,假设只发生反应ⅰ和反应ⅳ,反应达到平衡后,测得转化率为50%,,该温度下的反应ⅰ压强平衡常数___________(已知压强平衡常数的表达式为各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度,气体的分压等于其物质的量分数乘以总压强)。
Ⅳ.锌还原法:发生以下反应
ⅴ:   
ⅵ:   
(5)一定温度下,向恒容密闭容器中充入Zn和的混合气体,发生反应ⅴ和ⅵ,反应ⅵ的净速率,其中分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压,降低温度时,___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)图甲为不同温度下达到平衡时各组分的物质的量分数,图乙为在催化剂作用下同一时间内,硅的产率与反应温度的关系曲线,M点到N点硅的产率缓慢下降的可能原因是___________,N点后硅的产率快速下降的主要原因是___________
   
2023-05-27更新 | 293次组卷
共计 平均难度:一般