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:84 题号:8922269
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
   
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
①t℃时,往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L1。该温度下此反应的平衡常数K=___
②保持温度不变,向上述平衡体系中再加入0.1molCO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的总转化率α(H2O)=___
(2)合成塔中发生反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1___573K(填“>”、“<”或“=”)。
T/KT1573T2
K1.00×1072.45×1051.88×103

(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:4NH3+5O24NO+6H2O H=-905kJ·mol1,不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因___
   
(4)吸收塔中反应为:3NO2+H2O2HNO3+NO。从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是___
(5)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-574kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:___

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【推荐1】页岩气中含有较多的乙烷,可将其转化为更有工业价值的乙烯。
(1) 二氧化碳氧化乙烷制乙烯。
将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中,发生如下反应:
ⅰ.C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) ΔH1=+136.4 kJ·mol1
ⅱ.CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol1
ⅲ.C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) +H2O(g) ΔH3
①用ΔH1、ΔH2计算ΔH3______kJ·mol1
②反应ⅳ:C2H6(g) 2C(s)+3H2(g)为积碳反应,生成的碳附着在催化剂表面, 降低催化剂的活性,适当通入过量 CO2 可以有效缓解积碳,结合方程式解释其原因:__
③二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究热点之一是选择催化剂,相同反应时间,不同温度、不同催化剂的数据如下表(均未达到平衡状态):

【注】C2H4 选择性:转化的乙烷中生成乙烯的百分比。
CO 选择性:转化的 CO2 中生成 CO 的百分比。
对比Ⅰ和Ⅱ,该反应应该选择的催化剂为__,理由是__。实验条件下,铬盐作催化剂时,随温度升高,C2H6 的转化率升高,但 C2H4 的选择性降低,原因是__
(2) 利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯,示意图如图:

①电极 a 与电源的______极相连。
②电极 b 的电极反应式是 ______
2020-04-08更新 | 541次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】1799年,英国化学家汉弗莱·戴维发现了N2O气体。在食品行业中,N2O可用作发泡 剂和密封剂。
(l) N2是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,NH3与O2在加热和催化剂的作用下生成N2O的化学方程式为________
(2)N2O在金粉表面发生热分解反应:2N2O(g) =2N2(g)+O2(g)  △H。
已知:2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l) △H1=-1010KJ/mol

4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g)+6H2O(l) △H2=-1531KJ/mol


△H=__________
(3)N2O和CO是环境污染性气体,研究表明,CO与N2O在Fe+作用下发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)十N2(g)的能量变化及反应历程如下图所示,两步反应分别为:反应①Fe++N2OFeO+N2;反应②______________

由图可知两步反应均为____(填“放热”或“吸热”)反应,由______(填“反应①或反应②”)决定反应达到平衡所用时间。
(4)在固定体积的密闭容器中,发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g),改变原料气配比进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定N2O的平衡转化率。部分实验结果如图所示:

①如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是:____
②图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,,通过计算判断TC____TD(填“>”“=”或“<”)。
(5)在某温度下,向1L密闭容器中充入CO与N2O,发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)十N2(g),随着反应的进行,容器内CO的物质的量分数变化如下表所示:
时间/min0246810
物质的量分数50.0%40.25%32.0%26.2%24.0%24.0%

则该温度下反应的平衡常数K=____
2020-04-12更新 | 393次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
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【推荐3】氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)时,燃烧生成)放热蒸发吸热,表示燃烧热的热化学方程式为___________
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ、
Ⅱ、
①下列操作中,能提高平衡转化率的是___________(填标号)。
A.增加用量B.恒温恒压下通入惰性气体C.移除D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,反应达平衡时,的转化率为a,的物质的量为,则反应Ⅰ的平衡常数___________(写出含有a、b的计算式;对于反应,x为物质的量分数)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在___________(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中,放电的电极反应式为___________
(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→___________(用等代号表示)。
2023-03-02更新 | 309次组卷
共计 平均难度:一般