题目内容

15.对于反应X=2Y,△H=66.88kJ/mol,逆反应活化能为23.00kJ/mol.计算:
(1)正反应活化能?
(2)已知0℃时,k1=1.60×10-3min-1,45℃时k2=?

分析 (1)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据正反应的活化能=逆反应的活化能+反应的焓变;
(2)根据X=2Y,△H=66.88kJ/mol为吸热反应,所以升温平衡正向移动,据此判断;

解答 解:(1)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据正反应的活化能=逆反应的活化能+反应的焓变=23.00kJ/mol+66.88kJ/mol=89.88kJ/mol,答:正反应活化能为89.88kJ/mol;
(2)根据X=2Y,△H=66.88kJ/mol为吸热反应,所以升温平衡正向移动,平衡常数变大,又0℃时,k1=1.60×10-3min-1,所以45℃时k2>1.60×10-3min-1;答:45℃时k2>1.60×10-3min-1

点评 本题考查了反应活化能的判断计算,以及平衡常数的计算,焓变和活化能计算方法的理解是解题的关键,题目难度不大.

练习册系列答案
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(1)有效“减碳”的手段之一是节能.下列制氢方法最节能的是C.(填字母序号)
A.电解水制氢:2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O  $\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太阳光}$ 2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O$\stackrel{高温}{?}$CO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图甲所示.
①从3min到10min,v(H2)=0.11mol•L-1•min-1.(保留2位有效数字)
②能说明上述反应达到平衡状态的是D(选填编号).
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应.该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种正盐作为复合肥料.该复合肥料的化学式为(NH43PO4
(4)在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、
NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染.某研究性学习小组探究某种催化剂在不同空燃比(空气与燃油气的质量比)条件下对汽车尾气的催化效果.在一定条件下,测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如图乙所示.空燃比约为c时,催化剂对汽车尾气的催化效果最好.(填a、b、c、d)
2.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
$\stackrel{催化剂}{?}$=CH2(g)+H2(g)
(1)已知:
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+124KJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应.已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数Kp=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(用α等符号表示).
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应.在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高,温度过低,反应速率较慢,转化率较低,温度过高,选择性下降,高温下可能失催化剂失去活性,且消耗能量较大.
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺----乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯.保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2═CO+H2O,CO2+C═2CO.新工艺的特点有①②③④(填编号).
①CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气,可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利用CO2资源利用.

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