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-实验探究题 难度:0.4 引用次数:138 题号:9543195
草酸溶液与酸性溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快,某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因,过程如下:
【查阅资料】溶液氧化的反应历程为:

【提出假设】假设1:该反应为放热
假设2:反应生成的Mn2+对该反应有催化作用
假设3:K+对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设,原因是______
【设计、完成实验】
称取______g草酸晶体,配置500mL溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和______
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是______填下列选项的字母序号
A 称取草酸晶体时,将草酸晶体放在托盘天平右盘
B 定容时俯视刻度线
C 将烧杯中溶液转移到容量瓶之前,容量瓶中有少量蒸馏水
D 摇匀后,发现溶液液面低于刻度线,立即用胶头滴管加水再定容
完成探究,记录数据
实验
编号
烧杯中所加试剂及用量控制条件溶液褪
色时间

溶液
等浓度
溶液

稀硫酸
13020302018
230203020水浴控制温度15
330203020加入少量固体
43020x20加入5mL
溶液
18
______,假设______成立。
由于能氧化水中有机物等因素,配置好稳定的溶液,其浓度需标定.取溶液于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸,用溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色,且半分钟不褪色,记录数据,平行三次实验,平均消耗溶液,则草酸溶液与酸性溶液反应的离子方程式为:______,上述实验中溶液的物质的量浓度为______

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已知:       
(1)___________0(填“>”、“<”或“=”),该反应在___________(填“高温”或“低温”)更容易自发进行。
(2)已知,其中为速率常数。时,,在容器中投入一定量的,反应达到平衡时,___________。()
(3)已知速率常数k与温度T的关系可表示为:。其中为反应活化能,,A为常数。
①丙烷脱氢速率常数的图像如图1所示,则可通过斜率计算___________
   
②800K时,其他条件不变,使用某催化剂使丙烷脱氢反应的总活化能降低了,则反应速率变为原来的___________倍。
③若催化剂能降低相同的活化能,当温度越___________(填“高”或“低”)时,越大。
(4)“丙烷催化脱氢膜反应器”的原理如图2所示。在一定压强下,该装置采用___________措施提高了的转化率。
   
(5)丙烷催化氧化也是制备丙烯的常见方法,下图为两种催化剂(甲采用碳基催化剂,乙采用钒系催化剂)催化氧化丙烷的机理。
   
下列说法正确的是___________。
A.每步反应都是氧化还原反应
B.两种催化剂都可防止丙烯进一步被氧化
C.碳基催化剂的活性温度低
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恒定压强为100kPa时,将的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。

(1)   ______,反应在______条件下能自发进行。
(2)600℃时,的平衡分压为______kPa,反应②的物质的量分数的平衡常数______(用物质的量分数代替平衡浓度计算,保留2位有效数字)。
(3)系统中q的含量在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:______
Ⅱ.H2S与重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应如下:   。在研究反应发生的适宜条件时,Co助剂有稳定催化剂的作用。
(4)图(a)为800℃、催化剂条件下投入等量,不同投料比分别达到平衡时转化率、平均反应速率图。C组图像中平均速率最低的原因可能是______;相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,催化作用越强,原因是______

(5)未添加Co助剂时,无积碳,随着Co添加量的变化,积碳量变化如图(b)所示,由此可推知,Co助剂可能催化了原料气发生的______反应(填化学方程式)。

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(1)CO2催化加氢制有机物是实现“碳中和”的重要途径。高效催化剂对CO2加氢制甲醇的反应速率影响很大。下图是CO2加氢制甲醇在不同催化条件下两种反应路径的势能图。

①CO2加氢制甲醇的热化学方程式为ΔH=_______eV/mol(阿伏加德罗常数用NA表示)。
②由图中信息可知,_______(填“甲酸盐”或“羧酸”)路径的活化能更大,不利于反应的进行。中间体的稳定性HCOO*_______COOH*(填“>”、“<”或“=”)。
③下列方法中能提高CO2平衡转化率的是_______
a.升高温度             b.恒压充入氦气             c.恒容充入H2 d.减小反应容器体积             e.选用合适的催化剂
(2)CO2催化加氢制甲醇过程中存在竞争反应:。在压强为p的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为40%,甲醇的选择性为50%(甲醇的选择性),计算在该温度下的平衡常数Kp=_______(列出计算式)。
(3)CO2催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arthenius经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知Arrhenius经验公式为(a为活化能,k为速率常数,R、C为常数)。

①该反应的活化能Ea=_______kJ/mol。
②直线_______(填“b”或“c”)表示使用更高效的催化剂时,Rlnk与的关系。
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