组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 影响化学反应速率的因素 > 影响化学反应速率的内因 > 碰撞理论及活化能
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:63 题号:16678065
Ⅰ、用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM﹣5催化下合成乙基叔丁基醚(以ETBE表示),化学方程式为:C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(g),反应物被催化剂HZSM﹣5吸附的顺序与反应历程的关系如图:

C1表示先吸附乙醇,C2表示先吸附异丁烯,
C3表示乙醇和异丁烯同时吸附
(1)该反应的ΔH=___________akJ•mol-1,反应历程的最快途径是___________(填C1、C2或C3)。
Ⅱ、近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺,提高原子利用率。其合成的基本反应如下:CH2=CH2(g)+CH3COOH(1)CH3COOC2H5(1)
(2)下列描述能说明体积固定容器中乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是___________。
A.乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B.酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C.体系中气体密度一定
D.乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol
(3)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下,某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验,实验结果如图所示。

①温度在60~90℃范围内,乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是___________[用v(P1)、v(P2)、v(P3)分别表示不同压强下的反应速率]。
②在压强为P1MPa、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是___________
③根据测定实验结果分析,较适宜的生产条件是___________(填合适的压强和温度)。
(4)已知该反应的标准平衡常数,其中cΘ为标准浓度(1.0mol/L),p(C2H4)为平衡系统中C2H4的平衡分压,p(C2H4)=px(C2H4),x(C2H4)为平衡系统中C2H4的体积分数,pΘ为标准压强(1.0×105Pa)。若等物质的量的乙烯和乙酸在恒温80℃和恒压105kPa条件下反应,乙酸乙酯的平衡产率为80%,则KΘ=___________

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【推荐1】近年来我国科学家在催化CO2还原制备烃类(CxHy)领域取得进展。回答下列问题:
制备乙烯涉及的主要反应有:
①2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH1=-130kJ/mol;
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+40kJ/mol;
③CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH3=-200kJ/mol。
(1)C2H4(g)+CO2(g)2CO(g)+CH4(g)ΔH4,则ΔH4=___________kJ/mol。
(2)研究表明,在纳米Cu催化的作用下只发生反应①和②,向体积为2L的密闭容器中投入2molCO2和6molH2,经过5min,测定在不同温度下C2H4(g)和CO(g)物质的量分数如下图所示:
   
若A点n(C2H4)=0.1mol,则该温度下,0~5min内H2的平均化学反应速率v(H2)=___________mol/(L·min);617K时反应①已达平衡,计算反应①的化学平衡常数K=___________(不必化简);570K以后温度升高,CO含量升高的可能原因是___________(答一点即可)。
(3)科学家研究了在Ag@Cu催化剂作用下发生CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)反应,同时伴随生成CH3OH副反应,其历程如下:
   
其中E表示该过程中能垒,Ea表示该过程中的能量变化,则由*CO生成*CHO逆反应能垒为___________eV,生成CH4的速率远大于生成CH3OH的速率的原因是___________
(4)以熔融K2CO3为电解质,乙烯一空气燃料电池工作原理如图所示,其负极电极反应方程式___________;理论上,电极石墨I处___________%的CO2应循环到石墨II处。
   
2023-05-20更新 | 245次组卷
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料,也是性能优良的能源和车用燃料。回答下列问题:
(1)甲醇可以用煤的间接液化法制取,其中的关键反应是:,已知CO、H2、CH3OH的总键能分别是1072kJ·mol-1、436kJ·mol-1、2054kJ·mol-1,甲醇的汽化热是37.39kJ·mol-1,估算△H=_____ kJ·mo1-1
(2)在Ag/Cu催化下,合成甲醇的反应历程及部分能量变化如下:
   
其中*CO等表示吸附态,上述历程中,反应速率最快的一步方程式是:_____+H→_____;过渡态2的相对能量是下图中的_____线(用“a”~“h”回答)。
   
(3)400K时,向容积固定的密闭容器中投入物质的量之比为1:2的CO和H2,同时加入催化剂,用压力传感器测定初始及平衡时压强分别为p0及0.8p0,假设过程中只发生反应,则CO平衡转化率为_____,平衡常数Kp_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)已知反应的活化能Ea和速率常数k满足Arhenius公式(其中R、C为常数)。一定条件下,反应的R1nk~关系如下图。计算曲线b条件下该反应的活化能Ea_____kJ·mol-1,当改变外界条件时,实验数据由曲线b变为曲线a,则原因可能是_____
   
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【推荐3】合成氨反应是目前最有效的工业固氮方法,解决数亿人口生存问题。
(1)反应历程中各步势能变化如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

该反应在___________(填“任何”“较低温”“较高温”)条件下可以自发进行;上述历程中反应速率最慢的步骤的方程式为___________
(2)在T℃、压强为0.9MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入的混合气体,体系中各气体的含量与时间变化关系如图所示。已知:分压=总压×体积分数。

①以下叙述不能说明该条件下反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.氨气的体积分数保持不变      B.容器中保持不变
C.气体平均相对分子质量保持不变   D.气体密度保持不变
E.
②反应20min时达到平衡,则0~20min内_________________。(为以分压表示的平衡常数,代入数据列出计算式,不必化简)
③若起始条件相同,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时的含量符合图中___________点(填“d”“e”“f”或“g”)。
(3)氨化脱硝过程发生反应   ,请根据下图分析420℃的脱硝效率低于390℃的脱硝效率可能的原因___________
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