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:220 题号:9980992
甲烷水蒸气重整和水气变换是传统的制氢方法,反应如下 :
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2 (g) △H1= 206kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2= - 4 1 kJ•mol-1
近期报道,用二氧化碳作为氧化剂和甲烷重整制氢的新反应路线如下,可生成适宜 H2/ CO 的合成气。
③CH4 (g)+CO2 (g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H3
(1)下列措施最有利于提高反应③CH4的平衡转化率条件是______________
A. 升高温度,同时对原料气进行加压        B. 降低温度,同时对原料气进行加压
C. 升高温度,同时用氩气稀释原料气        D. 降低温度,同时用氩气稀释原料气
(2)重整反应器中以上三个反应都在发生,不同反应条件下达到平衡时的进程如下:

I.根据图1,在_________ ( 填写反应条件)时CO2的转化率为负值,主要原因:一是 CO2稳定性较高,低浓度时难以和甲烷反应;二是 ___________
II.根据图,2随着反应温度和反应物中的提高,体系中反应____填①、②、③)逐渐占据主导。若 850℃、为0.5时重整反应器中达到平衡时,体系中CO2和水蒸气浓度相等,求此条件下反应②的平衡常数K=__
(3)固体氧化物电解池(传导O2-)将CO2和H2O 转化为n(H2):n(CO)=1的合成气并联产高纯度O2,写出电解池阴极反应式__________________

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【推荐1】尿素是一种高效化肥,也是一种化工原料。
(1)尿素技术可用于汽车尾气的处理,该过程中会生成,反应如下。
Ⅰ.   
Ⅱ.   
一定温度下,向恒容容器中投入足量和一定量的,当上述反应达到平衡时,测得。则_______(用含p、q的代数式表示,下同),反应Ⅰ的平衡常数为_______
(2)工业上以为原料合成尿素,图1是反应历程及能量变化,历程中的所有物质均为气态。

①该反应历程中,若,则_______
②在℃和℃时,向恒容容器中投入等物质的量的,发生以下反应:。平衡时的关系如图2所示,p为物质的分压强(单位为kPa)。

℃时,_______。若点A时继续投入等物质的量的两种反应物,再次达到平衡时(温度不变),的体积分数_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某实验小组用水介质电池电解含有尿素的碱性废水,装置如图3(电极a为Zn,b、c、d均为惰性电极)。

装置Ⅰ中双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成,与b极室相连的交换膜为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”),装置Ⅱ阳极上的反应式为_______
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解题方法
【推荐2】氮氧化物是大气污染物之一,利用炭粉还原消除一氧化氮的反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+akJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=﹣bkJ/mol(a,b均大于0)
反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的ΔH= ___________kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。有利于加快该反应速率的条件是___________(任写一条)。
(2)对比研究活性炭、负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C,CaO/C、La2O3/C,通入NO使其浓度达到0.1mol/L,不同温度下,测得反应2小时时NO去除率如图所示:

①据图分析,温度在500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是___________(填C、CaO/C、La2O3/C),A点___________(填“是”或“不是”)平衡点。
②400℃时,CaO/C催化下反应速率v(NO)=___________mol/(L·h)。
(3)下图是甲烷燃料电池原理示意图。请回答下列问题:

电池工作一段时间后电解质溶液pH___________(填 “增大”“减小”或“不变);该燃料电池的负极反应式为___________
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【推荐3】2023年杭州亚运会主火炬使用了零碳甲醇燃料,其制备共消耗了16万吨。该甲醇的制备反应及副反应如下:
i.
ii.
(1)研究表明,也能生成,写出该反应的热化学方程式:___________
(2)上述反应在大型定容密闭容器中进行,下列说法正确的是___________。
A.反应i的活化能大于反应ii
B.容器内压强不变时可以判断反应达到平衡
C.升高温度可以提高甲醇的平衡产率
D.使用性能更佳的催化剂有可能提高单位时间内的转化率

(3)其他条件相同,当仅改变容器体积时,实验测得的平衡产率随着压强的增加而_______。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)在催化剂作用下,将投入容积为的反应器,反应温度对平衡转化率选择性的影响如下。

已知:
体系达到平衡时用时为,则___________
②)该温度下反应ⅰ的化学平衡常数为___________(列出计算式即可,数据用小数表示)
③在达到平衡时,体系___________(填“吸收”或“放出”)的热量为___________(除了反应ⅰ和ⅱ不考虑其他反应)。
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