1、活化能、速率常数集训专题六大题题空逐空突破(七)1.T1温度时在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)O2(g)2NO2(g)H”“678时间/s012345n(NO)/mol10.60.40.20.20.2n(O2)/mol0.60.40.30.20.20.2解析若将容器的温度改变为T2时,其k正k逆,则K1160,因反应:2NO(g)O2(g)2NO2(g)H0,K值减小,则对应的温度增大,即T2T1。92.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:第一步I2(g)2I(g)(快反应
2、)第二步I(g)N2O(g)N2(g)IO(g)(慢反应)第三步IO(g)N2O(g)N2(g)O2(g)I(g)(快反应)实验表明,含碘时N2O的分解速率方程vkc(N2O)c0.5(I2)(k为速率常数)。下列表述正确的是_(填字母)。A.I2浓度与N2O分解速率无关B.第二步对总反应速率起决定作用C.第二步活化能比第三步小D.IO为反应的中间产物12345BD6789解析N2O分解反应中,实验表明,含碘时N2O的分解速率方程vkc(N2O)c0.5(I2)(k为速率常数)和碘蒸气有关,故A错误;第二步I(g)N2O(g)N2(g)IO(g)(慢反应),在整个反应过程中对总反应速率起到决定
3、性作用,故B正确;第二步反应慢说明活化能比第三步大,故C错误。1234567893.某科研小组研究臭氧氧化碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:反应:NO(g)O3(g)NO2(g)O2(g)H1 200.9 kJmol1Ea13.2 kJmol1反应:SO2(g)O3(g)SO3(g)O2(g)H2 241.6 kJmol1Ea258 kJmol1已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g)3O2(g)。请回答:其他条件不变,每次向容积为2 L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3,改变温度,反应相同时
4、间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:123456789(1)由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因_。12345反应的活化能小于反应的活化能,相同条件下更易发生反应678解析反应的活化能小于反应的活化能,相同条件下更易发生反应,因此相同温度下NO的转化率远高于SO2。9(2)下列说法正确的是_(填字母)。A.P点一定为平衡状态点B.温度高于200 后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降,最后几乎为零C.其他条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率12345BC678912345解析图中曲线属于描点法所得图像,P点不一定为图像的最高点,即不
5、一定为平衡状态点,可能是建立平衡过程中的一点,故A错误;根据图像,温度高于200 后,2O3(g)3O2(g)反应进行程度加大,体系中的臭氧浓度减小,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降,当臭氧完全分解,则二者转化率几乎为零,故B正确;678其他条件不变,若缩小反应器的容积,使得2O3(g)3O2(g)平衡逆向移动,臭氧浓度增大,则反应:NO(g)O3(g)NO2(g)O2(g)和反应:SO2(g)O3(g)SO3(g)O2(g)平衡正向移动,NO和SO2的转化率提高,故C正确。94.苯乙烯是一种重要的化工原料,可采用乙苯催化脱氢法制备,反应如下:12345678(g)H2(g)H17.6
6、kJmol1实际生产中往刚性容器中同时通入乙苯和水蒸气,测得容器总压和乙苯转化率随时间变化结果如图所示。(1)平衡时,p(H2O)_kPa,平衡常数Kp_(Kp为以分压表示的平衡常数)。(2)反应速率vv正v逆k正p(乙苯)k逆p(苯乙烯)p(氢气),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。计算a处的_。80452.595.容积均为1 L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器。相同温度下,分别充入0.2 mol的NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)H”“”或“”,下同)K乙,p甲_p乙。12345678解析甲为绝热容器,乙为恒温容器,该反应为放热反应,则到达平衡时甲的温度高于乙
7、,故K甲p乙。96.已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中,v正k正c(N2O4),v逆k逆c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K10,则k正_k逆。升高温度,k正增大的倍数_(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。1234解析当反应达到平衡时,v正v逆,即k正c(N2O4)k逆c2(NO2)。567810大于该反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,k正增大的倍数大于k逆增大的倍数。9123456789(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K_(用含有k正、k逆的式子表示)。解析可逆反应达到平衡状态时,v正v逆,
8、由于v正k正c(Mb)p(O2),v逆k逆c(MbO2),123456789(2)试求出图中c点时,上述反应的平衡常数K_。已知k逆60 s1,则速率常数k正_s1kPa1。解析将c点时,p(O2)4.5 kPa,肌红蛋白的结合度()是90%带入平衡常数表达式123456782120由于K2,k逆60 s1代入该式子,可得k正Kk逆260 s1kPa1120 s1kPa1。98.研究表明,反应2H2(g)2NO(g)N2(g)2H2O(g)H664.1 kJmol1中,正反应速率为v正k正c2(NO)c2(H2),其中k正为速率常数,此处只与温度有关。当tt1时,v正v1,若此刻保持温度不变,
9、将c(NO)增大到原来的2倍,c(H2)减少为原来的 ,v正v2。则有v1_(填“”“”或“”)v2。1234解析根据v正k正c2(NO)c2(H2),当c(NO)增大到原来的2倍,c(H2)减少为原来的 时,v1与v2大小相等。567899.2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:反应:2NO(g)N2O2(g)(快)H10v1正k1正c2(NO),v1逆k1逆c(N2O2);反应:N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢)H2”“”或“”)反应的活化能E。123456789解析由反应达平衡状态,所以v1正v1逆、v2正v2逆,所以v1正v2正v1逆v2逆,即k1正c2(NO)k2正c(N2O2)c(O2)k1逆c(N2O2)k2逆c2(NO2),因为决定2NO(g)O2(g)2NO2(g)速率的是反应,所以反应的活化能E远小于反应的活化能E。123456789(2)已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数_k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。1234567小于解析反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)为放热反应,温度升高,反应、的平衡均逆向移动,由于反应的速率大,导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度,即k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数小于k2逆增大的倍数。89