1、,活化能、速率常数典例剖析,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) H0。实验测得：v正v(NO)消耗2v(O2)消耗k正c2(NO)c(O2)，v逆v(NO2) 消耗 k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表：,1,2,3,4,5,6,7,8,160,9,表格中初始物质的量：n(NO)1 mol，n(O2)0.6 mol，体积为2 L，则列出三段式如下： 2NO(g)O2(g) 2NO2(g) 始/molL1 0.5 0.3 0 转/molL1 0
2、.4 0.2 0.4 平/molL1 0.1 0.1 0.4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,(2)若将容器的温度改变为T2时，其k正k逆，则T2_(填“”“”或“”)T1。,6,7,8,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。,9,2.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) 第二步 I(g)N2O(g)N2(g)I
3、O(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,1,2,3,4,5,BD,6,7,8,9,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
4、定性作用，故B正确； 第二步反应慢说明活化能比第三步大，故C错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,3.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 kJmol1 Ea13.2 kJmol1 反应：SO2(g) O3(g) SO3(g)O2(g) H2 241.6 kJmol1 Ea258 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
5、拟烟气和2.0 mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(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_。,1,2,3,4,5,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,6,7,8,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
6、的转化率,1,2,3,4,5,BC,6,7,8,9,1,2,3,4,5,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；,6,7,8,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
7、动，NO和SO2的转化率提高，故C正确。,9,4.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：,1,2,3,4,5,6,7,8,(g)H2(g) H17.6 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 _。,80,45,2.5,9,5.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
8、别充入0.2 mol的NO2，发生反应：2NO2(g) N2O4(g) H0，甲中NO2的相关量随时间变化如下图所示。,1,2,3,4,5,(1)03 s内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是_ _。,6,7,8,解析 该反应为放热反应，故03 s内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响，导致反应速率增大。,03 s内温度升高对速率的影,响大于浓度降低的影响,9,(2)甲达平衡时，温度若为T ，此温度下的平衡常数K_。,1,2,3,4,5,6,7,8,225,9,(3)平衡时，K甲_(填“”“”或“”，下同)K乙，p甲_p乙。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析 甲为绝热容器，乙为恒温容器
9、，该反应为放热反应，则到达平衡时甲的温度高于乙，故K甲p乙。,9,6.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。,1,2,3,4,解析 当反应达到平衡时，v正v逆，即k正c(N2O4)k逆c2(NO2)。,5,6,7,8,10,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。,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(1)试写出平衡常数K与速率
10、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，由于v正k正c(Mb)p(O2)，v逆k逆c(MbO2)，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(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,1,2,3,4,5,6,7,8,2,120,由于K2，k逆60 s1代入该式子，可得k正Kk逆260 s1kPa1120 s1kPa1。,9,8.研究表明，反应2H2(g)2NO(g) N2(g)2H2O(g
11、) 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，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。,1,2,3,4,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。,5,6,7,8,9,9.2NO(g)O2(g) 2NO2(g)的反应历程如下： 反应：2NO(g) N2O2(g)(快) H1”“”或“”)反应的活化能E。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解
12、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。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(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”)。,1,2,3,4,5,6,7,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。,8,9,
