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
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:298 题号:9688964
含氮物质被广泛应用于化肥、制药、合成纤维等化工行业造福人类,但如果使用或处理不当,也会对环境造成影响。如何合理地使用含氮物质,是化学学科肩负的重要社会责任。请根据所学知识解答下列问题:
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
Ⅰ:
Ⅱ.
则CH4将NO还原为N2的热化学方程式为____________________________
(2)在密闭容器中通入,在一定温度下进行反应Ⅱ,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
反应时间t/min0246810
总压强P/100kPa4.805.445.765.926.006.00

由表中数据计算,_________,该温度下的浓度平衡常数___________
(3)在一密闭的恒容容器中,若按投料进行反应Ⅱ,下列说法正确的是_______
A.使用催化剂可以提高CH4的平衡转化率
B.若反应Ⅱ在400℃和500℃的平衡常数分别为Ka和Kb,则Ka>Kb
C.投料比不变,温度越低,反应一定时间后CH4的转化率越高
D.投料比不变,增加反应物的浓度,达到新平衡后CH4的转化率减小
E.若,说明反应达到平衡状态
(4)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:。其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间时NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”)
②在催化剂甲作用下,温度高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______(写一条即可)。
(5)工业合成尿素的反应如下:,在恒定温度下,将NH3和CO2按2∶1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示,若保持平衡时的温度和体积不变,25min时再向容器中充入2mol的NH3和1molCO2,在40min时重新达到平衡,请在图中画出内NH3的浓度变化曲线。__________

(6)工业上利用NH3进一步制备联氨(N2H4)等。有学者探究用电解法制备的效率,装置如图。试写出其阳极电极反应式_________

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解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐1】氮的氧化物是严重的大气污染物,可以通过以下方法处理:
Ⅰ.催化还原法:如在汽车排气管上安装一个催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)     △H=+180kJ/mol
化学键O=OC=OC≡O
键能(kJ/mol)4978031072
则反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)   △H=________kJ/mol。
(2)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO,10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态,反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示。

①该反应的平衡常数K的计算式为___________________;前10分钟内用氮气表示的反应速率为____________________
②若保持温度不变,15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,则此时反应的
ν________ν(填“>”、“=”或“<”) 。
③若保持其他条件不变,15min时压缩容器的体积至0.5L,20分钟时反应重新达到平衡,NO的浓度对应的点应是图1中的________(填字母)。
④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂,NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是_________________________________________
Ⅱ.利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,其原理如图3,该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用,石墨Ⅱ是电池的___极,石墨Ⅰ附近发生的反应电极反应式为______________________相同条件下,消耗的O2 NO2的体积比为__________
2018-02-26更新 | 293次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g)       △H= -905.0 kJ·mol-1
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g)        △H= -1266.6 kJ·mol-1
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式_____
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I ,测得不同时间的NH3和O2,的浓度如下表:
时间(min)0510152025
c(NH3)/mol·L-11.000.360.120.080.0720.072
c(O2)/mol• L-12.001.200.900.850.840.84

则下列有关叙述中正确的是_____________
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v(NH3) =6v(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内=1时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:


①该催化剂在低温时选择反应_______(填“ I ”或“ II”)。
②52℃时,4NH3+3O22N2+6H2O的平衡常数K=_______(不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因________
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+
已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10-7,K1(H2S) =7.1×10-15,Ksp(CuS) =8.5×10-45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol •L-1氢硫酸的pH≈______(取近似整数)。
②某同学通过近似计算发现0.lmol •L-1氢硫酸与0.0lmol •L-1氢硫酸中的c(S2-)相等,而且等于_____mol·L-1
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中c(Cu2+) >_____ mol·L-1(计算结果保留两位有效数字),就会产生CuS沉淀。
2017-03-13更新 | 915次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
解题方法
【推荐3】能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ.已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)       ΔHa kJ·mol-1
          ②CO(g)+l/2O2(g)=CO2(g)        ΔHb kJ·mol-1   
          ③C(石墨)+O2(g)=CO2(g)             ΔHc kJ·mol-1
则反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变ΔH______________kJ·mol-1
Ⅱ.依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_____(填序号)。
C(s)+CO2(g)=2CO(g)       ΔH>0   
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)       ΔH<0
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)       ΔH>0   
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)       ΔH<0
若以稀硫酸为电解质溶液,则该原电池的正极反应式为______________________
Ⅲ.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示。

①在通常状况下,金刚石和石墨中________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为________
②12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量________
2017-05-06更新 | 263次组卷
共计 平均难度:一般