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:67 题号:9110583
德国化学家哈伯(F. Haber, 1868-1930)发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源,从而使农业生产依赖土壤的程度减弱,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程,以探究外界条件对平衡的影响。
查阅资料,获得以下键能数据:
化学键N≡NH-HN-H
键能/(kJ/mol)946436391

(1)计算工业合成氨反应的反应热:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=________kJ/mol
(2)一定温度下,向一个恒压容器中充入N20.6mol,H20.5mol,在一定温度下进行反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到平衡时,N2的转化率为,此时容器的体积为1L。
该温度时容器中平衡体系的平衡常数是______________
(3)合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法K2CO3溶液再生,其装置如图所示:

①在阳极区发生的反应包括____________________和H++HCO3- ═H2O+CO2↑。
②简述CO32-在阴极区再生的原理__________
③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下:
2H2(g)+ O2(g)═2H2O(g) Δ H1═-484kJ/mol
2CH3OH(g)+ 3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) Δ H2═-1352kJ/mol
写出CO2和H2生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式__________

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【推荐1】NO、NO2是空气中的污染物,将NO、NO2转化为N2(g)是化学工作者的重要研究课题,回答下列问题:
(1)已知反应Ⅰ:   H1=-180.5 kJ/mol
反应Ⅱ:     H2=+566 kJ/mol
反应Ⅲ:   H3=-1200 kJ/mol
则反应Ⅳ:   H4=___________kJ/mol。
(2)已知NO和O2经反应a和反应b转化为NO2,其能量随反应进程的变化如图所示。
   
反应a:            K1
反应b:               K2
下列说法正确的是___________(填标号)。
A.反应b的速率大小决定了NO2(g)的生成速率
B.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=K1+K2
C.从热力学角度分析,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)能自发进行的原因是熵变的影响大于焓变的影响
(3)已知 。T℃时,将一定量的NO2(g)、N2O4(g)充入一个容积为2 L的恒容密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如下表所示:
时间/min05102050
c(NO2)/(mol/L)0.2c0.60.70.7
c(N2O4)/(mol/L)0.6c0.40.350.35
①下列说法可以说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.混合气体的密度不再发生变化
B.NO2的体积分数不再发生变化
C.
D.混合气体的颜色不再发生变化
②5min时,v(NO2)___________(填“>”或“<”)v(NO2);0~10 min内,v(N2O4)___________mol/(L·min);N2O4的平衡转化率为___________
③在该温度下,K=___________mol/L。
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【推荐2】Cu2O是一种半导体材料,同时纳米级Cu2O又具有优良的催化性能。
(1)用炭粉在高温条件下还原CuO可得到Cu2O,已知:
2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) △H=−169kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO(g) △H=−110.5kJ/mol       
Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=−157kJ/mol
则该反应的热化学方程式为_______________
(2)利用电解装置也可以制取Cu2O。

①铜是_______极,其电极反应式为_______
②电池的总反应为_______
③石墨电极附近的pH_______。(增大、减小、不变)
④当电路中有0.1mol电子通过时,生成Cu2O_______g。
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名校
【推荐3】煤燃烧后的主要产物是CO、CO2
(1)已知: ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ·mol-1
②C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g)   △H3=________
⑵以CO2为原料可制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g)   △H =-49.0 kJ·mol-1,向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2 (g)和3 mol H2(g),测得CO2 (g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。

①0〜8 min内,以氢气表示的平均反应速率v(H2)=_____mol • L-1• min-1
②在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(a)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是______(填“温度”或“压强”),L1____(填“〉”或“ <”)L2
(3)向一体积为20 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2发生反应:2 CO2(g)2CO(g)+ O2 (g),在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。

1600℃时反应达到平衡,则此时反应的平衡常数K=_______
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