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外因 > 催化剂对化学反应速率的影响
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:65 题号:22262962
二氧化碳捕集、利用和封存是减少化石能源发电和工业过程中排放的关键技术。减少碳排放的方法还有很多,转化成其他化合物可有效实现碳循环,如下反应:
a.
b.
c.
d.
回答下列问题:
(1)已知:原子利用率,上述反应中原子利用率最高的是_______(填标号)。
(2)著名的经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效能,兴趣小组对反应b进行了实验探究,并依据实验数据获得如图曲线。在m催化剂作用下,该反应的活化能_______,从图中信息获知催化效能较高的催化剂是_______(填“m”或“n”)。

(3)通过计算机分析,我们可从势能图(峰值数据是峰谷和峰值物质能量的差值)认识反应b制备甲醇在不同催化条件下存在的两种反应路径:

根据势能图,判断下列说法正确的是_______(填标号)。
A.提高分压一定可以提高在催化剂表面的吸附速率
B.甲酸盐路径的决速步反应是
C.中间体更稳定
D.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率

(4)反应d中,将等物质的量充入恒压的密闭容器中。已知逆反应速率,其中p为分压,该温度下。反应达平衡时测得的平衡转化率为_______,该温度下反应的压强平衡常数_______(用各组分的分压计算平衡常数)。
(5)向恒容密闭容器中以物质的量之比为充入,发生反应c和反应d,实验测得平衡体系中各组分的体积分数与温度的关系如图所示。其中表示的体积分数与温度关系的曲线为_______(填“”“”或“”);之后,平衡体积分数随温度的变化程度小于平衡体积分数随温度的变化程度,原因为_______

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【推荐1】当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)我国科学家研究Li—CO2电池,取得了重大科研成果,回答下列问题:
①Li—CO2电池中,Li为单质锂片,则该电池中的CO2___________(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳,且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行,写出步骤III的离子方程式。
I.2CO2+2e=       II.=CO2+        III.___________                    IV.+2Li+=Li2CO3
②研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。
I.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为___________
II.在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图1,由此判断,CO2电还原为CO从易到难的顺序为___________(用a、b、c字母排序)。

(2)Pb对不同原子结合能力有差异,CO2在Pb表面电还原生成HCOOH机理如图2

①用简洁的语言描述图中涉及的转化过程___________
②为了深入理解CO2还原反应的机制,我们研究了不同条件下的反应路径以揭示不同影响因素的作用:结果表明在气相条件下,CO几乎不会生成,可能的原因是:___________
2022-03-22更新 | 229次组卷
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【推荐2】环氧乙烷(,别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题:
(一)乙烯直接氧化法:
反应I:CH2=CH2(g)+O2(g)→(g) ΔH1
反应II:CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
(1)乙烯与O2在a、b两种催化剂作用下发生反应,催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。

①依据图给信息,选择制备环氧乙烷的适宜条件为_____
②M点后曲线下降的原因为_____
③下列说法正确的有_____(填标号)。
A.催化剂的选择性越高,其达到最高反应活性所需的温度越高
B.不同催化剂达到最高活性时的温度不同
C.催化剂的催化活性与温度成正比
(2)设K为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。反应I、II对应的-lnK(温度的倒数)的变化如图二所示。

ΔH2_____0(填“>”或“<”)。
(二)电化学合成法
(3)科学家利用CO2、水合成环氧乙烷,有利于实现碳中和。总反应为:2CO2+2H2O→+2.5O2,该过程在两个独立的电解槽中实现,装置如图三所示,在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷,内部结构如图四所示。

①电解槽1中阴极的电极反应式为_____
②图四虚线框中发生多个反应,有中间产物HOCH2CH2Cl生成,最终生成环氧乙烷,其反应过程可描述为_____
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反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:;
已知:反应Ⅰ、Ⅱ的自发均需高温条件。
(1)上述三个反应的平衡常数与温度T关系如图所示。图中a点代表的是___________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)反应的___________

(2)将原料按充入密闭容器中发生反应Ⅰ,保持体系压强为发生反应,达到平衡时体积分数与温度的关系(图中黑线)如图所示:

①T1℃,100kPa下,平衡时容器体积与初始容器体积之比为___________;该温度下,此反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数,___________点对应的平衡常数最小,___________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相同,不同催化剂(A、B)作用下,使原料发生反应Ⅰ反应相同的时间,的产率随反应温度的变化如图:

①在催化剂A、B作用下,它们正、逆反应活化能差值分别用表示,则___________(填“>”“<”或“=”)。
②y点对应的逆反应速率v(逆)___________z点对应的正反应速率v()正)(填“>”“<”或“=”)
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