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:9170816
(1)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:

1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是___________________
(2)工业上常用CO和H2合成甲醇,反应方程式为:CO(g) +2H2(g)CH3OH (g) ΔH,在T1时,体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的H2和CO,达到平衡时CH3OH的体积分数(V %)与n(H2)/n(CO)的关系如图1所示。

①当起始n(H2)/n(CO)=2,经过5 min达到平衡,此时容器的压强是初始压强的0.7倍,则0~5 min内平均反应速率v(H2)=________。若此时再向容器中加入0.15 mol CO (g)和0.05 mol CH3OH(g),达新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当起始n(H2)/n(CO)=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的____点(填“D”“E”或“F”)。
③由图2可知该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”),理由是______________;当压强为p2时,在y点:v________v(填“>”“<”或“=”)。

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【推荐1】研究表明:丰富的CO2可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)枯竭危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H=+41.3kJ/mol;第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) H=-210.5kJ/mol。
①加氢合成乙烯的热化学方程式为________
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是_______(填字母)。
A.减小压强        B.增大H2浓度     C.加入适当催化剂        D.分离出水蒸气
(2)另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。现在10L恒容密闭容器中投入1mol CO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:

①能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1 b.容器内氢气的体积分数不再改变
c.容器内气体的密度不再改变          d.容器内压强不再改变
②上述反应的H_______0(填“>”或“<”),图中压强p1_______p2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的,则Q点H2的转化率为________
④N点时,该反应的平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
(3)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为p0,仅进行反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为x,则容器的压强与起始压强之比为_____(用x表示)。
②若经过30h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为_____(保留三位有效数字);
③平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数Kp为_____(用p0表示,并化简)。
2022-11-03更新 | 28次组卷
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【推荐2】研究含硫物质的循环,是能源开发和利用的重要途径之一。
(1)研究人员利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如下:

①反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ•mol -1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g) = SO2(g) ΔH3=-297 kJ•mol -1
反应Ⅱ的热化学方程式为________
②对于反应Ⅱ,将投料比【n(SO2):n(H2O)】为 3:2 的混合气体充入恒容的密闭容器中, 在不同压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是___

A.p2>p1,反应Ⅱ的ΔS < 0     
B.使用合适催化剂可以提高 H2SO4在平衡体系中物质的量分数   
C.其他条件相同时,投料比【n(SO2):n(H2O)】改变为 2:1,可提高 SO2的平衡转化率   
D.当容器内气体的密度不变时,可判断反应达到平衡状态     
E.温度升高,有利于反应速率加快,SO2的平衡转化率提高,K 值变小
(2)“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点,涉及下列三个反应:
反应A:SO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) = 2HI(aq) + H2SO4(aq)
反应B:2HI(g) H2(g) + I2(g)
反应C:2H2SO4(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)
①某温度下将 1mol HI 充入密闭容器中发生反应B,达到第 1 次平衡后,用选择性膜完全分离出 H2,达到第 2 次平衡后再次分离H2,重复多次,平衡时 n(HI)如下表:
达到平衡的次数第 1 次第 2 次第 3 次第 4 次第 5 次……
n(HI)/mol0.780.670.600.550.51……

归纳出分离 H2的次数对 HI 转化率的影响________。第 2 次平衡时 I2的物质的量为 n(I2)=_____mol;
②反应 A 发生时,溶液中同时存在以下化学平衡: I2(aq) + I(aq) (aq),其反应速率极快且平衡常数很大。现将 1mol SO2缓缓通入含 1 mol I2的水溶液中恰好完全反应。请在下图中画出溶液中的物质的量 n( I3- )随反应时间 t 变化的曲线图____
2020-06-22更新 | 251次组卷
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【推荐3】以氧化铝为原料,通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN);通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化再利用。请回答:
(1)已知:2Al2O3(s)=4Al(g)+3O2(g)             ΔH1=+3351 kJ·molˉ1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)             ΔH2=-221 kJ·molˉ1
2Al(g)+N2(g)=2AlN(s)             ΔH3=-318 kJ·molˉ1
则反应Al2O3(s)+ 3C(s)+ N2(g)=3CO(g)+ 2AlN(s)的ΔH=_______,该反应自发进行的条件是:_______
(2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和气体(体积比1∶4,总物质的量a mol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。
反应ⅠCO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)             ΔH4
反应ⅡCO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)             ΔH5

①下列说法不正确的是_______
a.ΔH 4小于零
B.温度可影响产物的选择性
C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少
D.其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,可提高CO2平衡转化率
②350℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为V L,该温度下反应Ⅰ的平衡常数K=_______(用a、V表示)。
③350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400℃下0~t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。___________
2022-09-18更新 | 154次组卷
共计 平均难度:一般