题目内容

在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察右图,然后回答问题。
(l)图中所示反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应_______(填“需要”或“不需要”)加热,该反应的△H=_______(用含的代数式表示)。

(2)已知热化学方程式:H2(g) +O2(g)═H2O(g);△H=-241.5kJ/mol,该反应的活化能为167. 4kJ/mol,则其逆反应的活化能为________________。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是_____________。

(1)放热  需要   (E2-E1) kJ/mol  (2)408.9 kJ/mol  (3)反应过程中使用了正催化剂

解析试题分析:(1)由图可看出:反应物的能量高,生成物的能量低,当反应物发生反应转化为生成物时多余的能量就以热能的形式释放出来。所以该反应是放热反应。由于反应物的平均能量比活化能低,反应物需要吸收能量才能变成活化分子,而发生化学反应。所以放热反应也需要吸收一定的能量才能发生。反应热为生成物与反应热的能量差。即为(E2-E1) kJ/mol(2)逆反应的活化能为生成物与活化分子的平均能量差,也就等于生成物与反应热的能量差(正反应的反应热)与正反应的活化能的和。其数值为:167. 4kJ/mol+241.5kJ/mol=408.9 kJ/mol。(3)图中虚线(Ⅱ)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快的原因是加入了正催化剂,改变了反应途径。使许多原来不能发生反应的普通分子变为活化分子,具备了反应条件而发生反应导致反应速率加快。
考点:考查催化剂对反应速率影响及反应热与发生反应的条件、与反应物和生成物能量的关系的因素等的知识。

练习册系列答案
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(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:  CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g) 
反应II: CO2(g) + 3H2(g)   CH3OH(g)  +  H2O(g) 
上述反应符合“原子经济”原则的是                  (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)   ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)  ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l)  ΔH =-44.0 kJ/mol
则CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH               
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下左图所示的电池装置。
①      该电池负极的电极反应为                          
② 工作一段时间后,测得溶液的pH                   (填增大、不变、减小)。
③用该电池作电源,组成如下右图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极),甲容器装250mL0.04mol/LCuSO4溶液,乙容器装300mL饱和NaCl溶液,写出c电极的电极反应        ,常温下,当300mL乙溶液的pH为13时,断开电源,则在甲醇电池中消耗O2的体积为                  mL(标准状况) ,电解后向甲中加入适量下列某一种物质,可以使溶液恢复到原来状态,该物质是           (填写编号) 。

A.CuO B.CuCO3   C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)         △H=-75.56  kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)       △H=-566.0  kJ·mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式:                                     
(2)一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是                     
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=                 
(3)从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2  (g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)   △H3
①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体 (物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇反应的△H3                     0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下左图所示。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气(保持温度不变),则此平衡将                       移动(填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”)。
         
③直接甲醇燃料电池结构如上右图所示。其工作时负极电极反应式可表示为                      

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