某化學(xué)興趣小組學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的限度和速率后,對化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理及外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響進(jìn)行探究。
I.探究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
該小組同學(xué)在研究中發(fā)現(xiàn)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)速率隨溫度的升高而減小,為探究這一反常現(xiàn)象,查閱資料后得知該反應(yīng)的反應(yīng)歷程分為兩步:
①2NO(g)?N2O2(g)ΔH1<0(快反應(yīng))v1(正)=k1(正)c2(NO),v1(逆)=k1(逆)c(N2O2);
②N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g)ΔH2<0(慢反應(yīng))v2(正)=k2(正)c(N2O2)?c(O2),v2(逆)=k2(逆)c2(NO2)
(1)反應(yīng)①、②的活化能的大小關(guān)系為E1<<(填“>”“<”或“=”)E2;反應(yīng)②的化學(xué)平衡常數(shù)K=k2(正)k2(逆)k2(正)k2(逆)[用k2(正)、k2(逆)表示]。
(2)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到O2的濃度和v2(正)的關(guān)系如圖1所示,當(dāng)升高到某一溫度,反應(yīng)重新達(dá)到平衡時(shí)x點(diǎn)變?yōu)榈狞c(diǎn)是 aa(填對應(yīng)點(diǎn)的字母)。
Ⅱ.探究外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響
(3)以2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)ΔH=QkJ?mol-1為例,研究外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。
①在體積不變的密閉容器中分別充入等量CO和NO進(jìn)行反應(yīng),改變外界條件,實(shí)驗(yàn)測得CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖2所示。(已知當(dāng)催化劑的質(zhì)量相同時(shí),催化劑的比表面積越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快)
實(shí)驗(yàn)1、2、3代表的實(shí)驗(yàn)編號分別是 B、A、CB、A、C(按順序填寫實(shí)驗(yàn)編號)。
k
2
(
正
)
k
2
(
逆
)
k
2
(
正
)
k
2
(
逆
)
實(shí)驗(yàn)編號 | 溫度/℃ | 催化劑的比表面積/(m2?g-1) | 催化劑的用量/g |
A | 280 | 41 | 25 |
B | 280 | 62 | 25 |
C | 350 | 62 | 25 |
<
<
(填“>”“<”或“=”,下同)p2,Q <
<
0。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】<;;a;B、A、C;<;<
k
2
(
正
)
k
2
(
逆
)
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:19引用:1難度:0.5
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
A.化學(xué)反應(yīng)速率v B.水的離子積常數(shù)Kw C.化學(xué)平衡常數(shù)K D.氨水的電離平衡常數(shù)Ka 發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1A.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng) B.使用不同催化劑,會改變反應(yīng)①②的△H C.反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的△H3=-94.9kJ?mol-1 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率 發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
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②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5