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 > 化学反应的速率 > 化学反应速率计算
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:69 题号:22854733
乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产品占石化产品的75%以上,在国民经济中占有重要的地位。利用乙烷裂解制乙烯的反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)△H
(1)298K时,乙烷的裂解反应历程如图1所示,可能发生反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的倒数()的关系如图2所示。

①图1反应的决速步骤是_____(填“反应a”或“反应b”),乙烷裂解制乙烯的△H=_____
②工业上一般选择温度在1000K左右裂解乙烷,可能的原因是_____
(2)在恒温恒容条件下,下列情况表明反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡状态的是_____(填标号)。
A.混合气体密度保持不变B.气体总压强保持不变
C.气体平均摩尔质量保持不变D.产物浓度之比保持不变

(3)在106kPa下,分别按照反应气组成n(C2H6):n(H2O)为1:1、1:4、1:9投料,C2H6的平衡转化率随反应温度的变化关系如图:

①图中表示n(C2H6):n(H2O)=1:1的曲线是_____(填曲线标号)。
②图中Y点正反应速率和Z点逆反应速率的大小关系为v(Y)_____(填“>”、“=”或“<”)v(Z)。
③在T4℃,按n(C2H6):n(H2O)=1:9投料时,若达到平衡所需要的时间为20min,则乙烷分压平均变化速率为_____kPa/min,该反应的平衡常数Kp=_____kPa(Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数)。

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【推荐1】H2O2作为绿色氧化剂被应用于废水处理、造纸和化学合成等行业。
(1)已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O2(l) ΔH2=-135.8kJ·mol-1
①H2(g)与O2(g)的反应中,在热力学上更有利的产物是__,原因是__
②常温下,H2O2分解的热化学方程式为__
(2)我国科学家使用Ag9团簇作催化剂,研究H2O2的合成。各步骤的活化能和反应热,如表所示,利用计算机模拟反应历程如图所示(TS表示过渡态,∙∙∙表示被催化剂吸附的物种)。
Ag9团簇上生成H2O2的活化能Ea和反应热
步骤过渡态Ea/kJmol-1/ kJmol-1
AAg9O2+H2 Ag9OOHTS174.1+68.7
BH—Ag9OOH+ H2H—Ag9—HH2O2TS2108.7-27.2
CH—Ag9—H+ O2HOOAg9—HTS378.4-75.4
DHOOAg9—HAg9H2O2TS4124.7+31.3

①通过降低步骤___(填字母)的能垒(活化能),可以较大幅度提高合成反应的速率。
②反应历程中2到3断裂的化学键为___(填序号)。
A.O2中的氧氧键 B.H2中的氢氢键          C.Ag9∙∙∙OOH中的氧氢键
(3)利用阴阳极同步放电产生H2O2和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]的原理如图所示。阳极上放电的离子是___,阴极的电极反应式为___

(4)常温下,H2O2分解速率方程v=0.0625·c(H2O2)mg·L-1·s-1,c(H2O2)随时间变化如下表:
C(H2O2) (mgL-1)10000.08000.04000.02000.01000.0
分解时间(s)07233955
①当c(H2O2)=8000.0mg·L-1时,v=__mg·L-1·s-1
②当c(H2O2)降为5000.0mg·L-1时,分解时间为___s。
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【推荐2】Ⅰ.一定条件下,容积2L的密闭容器中,将2L气体和3M气体混合,发生如下反应:,10s末,生成2.4R,测得Q的浓度为0.4
(1)前10s内用M表示的化学反应速率为_______
(2)化学方程式中x值为_______
(3)10s末L的转化率是_______
(4)下列说法可以说明该反应已达平衡的是_______。(填序号)
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④单位时间内消耗3M的同时生成3R

Ⅱ.乙醇燃料电池因其无污染,且原料来源广可再生被人们青睐。现有如下图所示装置,所有电极均为,请按要求回答下列问题:

(5)写出甲装置a极的电极反应式_______
(6)若乙池中溶液足量,当b极消耗标准状况下11.2时,d电极增重_______g。
(7)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾,其中M、N为离子交换膜,只允许某些离子通过,则N为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”),产生B气体的电极反应式为_______
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(1)汽车是近代重要的交通运输工具,随着汽车量的激增,汽车尾气造成的环境污染也日益严重,汽车尾气中的有害成分主要有CO、NO、SO2、颗粒物和臭氧等。
①汽车尾气中NO生成过程中的能量变化如图所示,1molN2和1molO2完全反应生成NO会_____(填“吸收”或“放出”)_____kJ能量。

②一种新型催化剂用于汽车尾气NO和CO的反应:2NO+2CO2CO2+N2,为测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/s012345
c(NO)/(×10-4mol·L-1)104.52.51.51.01.0
c(CO)/(×10-3mol·L-1)3.603.052.852.752.702.70

前2s内的平均反应速率v(N2)=____。为了进一步提高尾气处理的效率,缩短达到化学反应平衡所需要的时间,你认为还可以尝试哪些方法:_____(写出一种即可)。
③在容积固定的绝热容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2,下列能说明该反应已达到平衡状态的是_____(填标号)。
A.容器内混合气体温度不再变化       B.容器内的气体压强保持不变
C.2v(NO)=v(N2) D.容器内混合气体密度保持不变
(2)煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NO2,会污染大气,形成酸雨。
①针对含SO2的工业废气可以采用“钙基固硫法”。例如将生石灰与含硫的煤混合后再燃烧,可以将SO2最终转化为CaSO4,请写出生石灰将SO2转化为CaSO4的反应的化学方程式:_____
②将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图如图,催化剂a表面的电极反应式为_____。若得到的硫酸质量分数仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的物质的量之比为_____
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