2020届高考化学二轮复习活化能、速率常数课件（18张）

2020届高考化学二轮复习活化能、速率常数课件（18张）

活化能、速率常数集训 专题 六 　 大题 题 空逐空突破 ( 九 ) 1. T 1 温度时在容积为 2 L 的恒容密闭容器中发生反应： 2NO(g) ＋ O 2 (g) 2NO 2 (g) 　 Δ H <0 。实验测得： v 正 ＝ v (NO) 消耗 ＝ 2 v (O 2 ) 消耗 ＝ k 正 c 2 (NO)· c (O 2 ) ， v 逆 ＝ v (NO 2 ) 消耗 ＝ k 逆 c 2 (NO 2 ) ， k 正 、 k 逆 为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中 n (NO) 、 n (O 2 ) 如表： 时间 /s 0 1 2 3 4 5 n (NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n (O 2 )/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 160 1 2 3 4 5 6 7 2NO(g) ＋ O 2 (g)  2NO 2 (g) 始 /mol·L － 1 　　　 0.5 　　　 0.3 　　　 0 转 /mol·L － 1 　　　 0.4 　　　 0.2 　　　 0.4 平 /mol·L － 1 　　　 0.1 　　　 0.1 　　　 0.4 1 2 3 4 5 6 7 (2) 若将容器的温度改变为 T 2 时，其 k 正 ＝ k 逆 ，则 T 2 ____( 填 “ > ”“ < ” 或 “ ＝ ” ) T 1 。 时间 /s 0 1 2 3 4 5 n (NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n (O 2 )/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 > 解析　 若将容器的温度改变为 T 2 时，其 k 正 ＝ k 逆 ，则 K ＝ 1 ＜ 160 ，因反应： 2NO(g) ＋ O 2 (g)  2NO 2 (g) 　 Δ H ＜ 0 ， K 值减小，则对应的温度增大，即 T 2 ＞ T 1 。 1 2 3 4 5 6 7 2.N 2 O 是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究 N 2 O 的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高 N 2 O 的分解速率，反应历程为： 第一步　 I 2 (g) 2I(g) ( 快反应 ) 第二步　 I(g) ＋ N 2 O(g) —→ N 2 (g) ＋ IO(g) ( 慢反应 ) 第三步　 IO(g) ＋ N 2 O(g) —→ N 2 (g) ＋ O 2 (g) ＋ I(g)( 快反应 ) 实验表明，含碘时 N 2 O 的分解速率方程 v ＝ k · c (N 2 O)· c 0.5 (I 2 )( k 为速率常数 ) 。下列表述正确的是 _____( 填字母 ) 。 A.I 2 浓度与 N 2 O 分解速率无关 B. 第二步对总反应速率起决定作用 C. 第二步活化能比第三步小 D.IO 为反应的中间产物 BD 1 2 3 4 5 6 7 解析　 N 2 O 分解反应中，实验表明，含碘时 N 2 O 的分解速率方程 v ＝ k · c (N 2 O)· c 0.5 (I 2 ) ( k 为速率常数 ) 和碘蒸气有关，故 A 错误； 第二步 I(g) ＋ N 2 O(g) —→ N 2 (g) ＋ IO(g)( 慢反应 ) ，在整个反应过程中对总反应速率起到决定性作用，故 B 正确； 第二步反应慢说明活化能比第三步大，故 C 错误。 1 2 3 4 5 6 7 3. 某科研小组研究臭氧氧化 — 碱吸收法同时脱除 SO 2 和 NO 工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下： 反应 Ⅰ ： NO(g) ＋ O 3 (g) NO 2 (g) ＋ O 2 (g) Δ H 1 ＝－ 200.9 kJ·mol － 1 　 E a1 ＝＋ 3.2 kJ·mol － 1 反应 Ⅱ ： SO 2 (g) ＋ O 3 (g) SO 3 (g) ＋ O 2 (g) Δ H 2 ＝－ 241.6 kJ·mol － 1 　 E a2 ＝＋ 58 kJ·mol － 1 已知该体系中臭氧发生分解反应： 2O 3 (g) 3O 2 (g) 。请回答： 其他条件不变，每次向容积为 2 L 的反应器中充入含 1.0 mol NO 、 1.0 mol SO 2 的模拟烟气和 2.0 mol O 3 ，改变温度，反应相同时间 t 后体系中 NO 和 SO 2 的转化率如图所示： (1) 由图可知相同温度下 NO 的转化率远高于 SO 2 ，结合题中数据分析其可能原因 _________________________________________________________ 。 反应 Ⅰ 的活化能小于反应 Ⅱ 的活化能，相同条件下更易发生反应 1 2 3 4 5 6 7 解析　 反应 Ⅰ 的活化能小于反应 Ⅱ 的活化能，相同条件下更易发生反应，因此相同温度下 NO 的转化率远高于 SO 2 。 1 2 3 4 5 6 7 (2) 下列说法正确的是 _____( 填字母 ) 。 A.P 点一定为平衡状态点 B. 温度高于 200 ℃ 后， NO 和 SO 2 的转化率随温度升高显著下降，最后几乎为零 C. 其他条件不变，若缩小反应器的容积可提高 NO 和 SO 2 的转化率 BC 1 2 3 4 5 6 7 解析　 图中曲线属于描点法所得图像， P 点不一定为图像的最高点，即不一定为平衡状态点，可能是建立平衡过程中的一点，故 A 错误； 根据图像，温度高于 200 ℃ 后， 2O 3 (g)  3O 2 (g) 反应进行程度加大，体系中的臭氧浓度减小， NO 和 SO 2 的转化率随温度升高显著下降，当臭氧完全分解，则二者转化率几乎为零，故 B 正确； 其他条件不变，若缩小反应器的容积，使得 2O 3 (g)  3O 2 (g) 平衡逆向移动，臭氧浓度增大，则反应 Ⅰ ： NO(g) ＋ O 3 (g)  NO 2 (g) ＋ O 2 (g) 和反应 Ⅱ ： SO 2 (g) ＋ O 3 (g)  SO 3 (g) ＋ O 2 (g) 平衡正向移动， NO 和 SO 2 的转化率提高，故 C 正确。 1 2 3 4 5 6 7 4. 苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应如下： (g) ＋ H 2 (g) 　 Δ H ＝＋ 17.6 kJ·mol － 1 实际生产中往刚性容器中同时通入乙苯和水蒸气，测得容器总压和乙苯转化率随时 间变化结果如图所示。 (1) 平衡时， p (H 2 O) ＝ _____kPa ，平衡常数 K p ＝ _____( K p 为以分压表示的平衡常数 ) 。 (2) 反应速率 v ＝ v 正 － v 逆 ＝ k 正 · p ( 乙苯 ) － k 逆 · p ( 苯乙烯 )· p ( 氢气 ) ， k 正 、 k 逆 分别为正、逆反应速 率常数。计算 a 处的 ＝ ____ 。 80 45 2.5 1 2 3 4 5 6 7 5. 容积均为 1 L 的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入 0.2 mol 的 NO 2 ，发生反应： 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) 　 Δ H <0 ，甲中 NO 2 的相关量随时间变化如图所示。 (1)0 ～ 3 s 内，甲容器中 NO 2 的反应速率增大的原因是 _________________________________ ______________ 。 0 ～ 3 s 内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响 解析　 该反应为放热反应，故 0 ～ 3 s 内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响，导致反应速率增大。 1 2 3 4 5 6 7 (2) 甲达平衡时，温度若为 T ℃ ，此温度下的平衡常数 K ＝ ____ 。 225 1 2 3 4 5 6 7 (3) 平衡时， K 甲 ____ ( 填 “ > ”“ < ” 或 “ ＝ ” ，下同 ) K 乙 ， p 甲 ____ p 乙 。 < > 解析　 甲为绝热容器，乙为恒温容器，该反应为放热反应，则到达平衡时甲的温度 高于乙，故 K 甲 < K 乙 ，甲中反应正向进行的程度小于乙，气体总体积大于乙，故 p 甲 > p 乙 。 1 2 3 4 5 6 7 6. 研究表明，反应 2H 2 (g) ＋ 2NO(g) N 2 (g) ＋ 2H 2 O(g) Δ H ＝－ 664.1 kJ·mol － 1 中，正反应速率为 v 正 ＝ k 正 · c 2 (NO)· c 2 (H 2 ) ，其中 k 正 为速率常数，此处只与温度有关。当 t ＝ t 1 时， v 正 ＝ v 1 ，若此刻保持温度不变，将 c (NO) 增大到原来的 2 倍， c (H 2 ) 减少为原来的 ， v 正 ＝ v 2 。则有 v 1 ____( 填 “ ＞ ”“ ＜ ” 或 “ ＝ ” ) v 2 。 解析　 根据 v 正 ＝ k 正 · c 2 (NO)· c 2 (H 2 ) ，当 c (NO) 增大到原来的 2 倍， c (H 2 ) 减少为原来的 时， v 1 与 v 2 大小相等。 ＝ 1 2 3 4 5 6 7 7.2NO(g) ＋ O 2 (g) 2NO 2 (g) 的反应历程如下： 反应 Ⅰ ： 2NO(g) N 2 O 2 (g)( 快 ) 　 Δ H 1 <0 v 1 正 ＝ k 1 正 · c 2 (NO) ， v 1 逆 ＝ k 1 逆 · c (N 2 O 2 ) ； 反应 Ⅱ ： N 2 O 2 (g) ＋ O 2 (g) 2NO 2 (g)( 慢 ) 　 Δ H 2 <0 　 v 2 正 ＝ k 2 正 · c (N 2 O 2 )· c (O 2 ) ， v 2 逆 ＝ k 2 逆 · c 2 (NO 2 ) 。 (1) 一定条件下，反应 2NO(g) ＋ O 2 (g) 2NO 2 (g) 达到平衡状态，平衡常数 K ＝ ______ ( 用含 k 1 正 、 k 1 逆 、 k 2 正 、 k 2 逆 的代数式表示 ) 。反应 Ⅰ 的活化能 E Ⅰ ___ ( 填 “ > ”“ < ” 或 “ ＝ ” ) 反应 Ⅱ 的活化能 E Ⅱ 。 < 1 2 3 4 5 6 7 解析　 由反应达平衡状态，所以 v 1 正 ＝ v 1 逆 、 v 2 正 ＝ v 2 逆 ，所以 v 1 正 · v 2 正 ＝ v 1 逆 · v 2 逆 ， 即 k 1 正 · c 2 (NO)· k 2 正 · c (N 2 O 2 )· c (O 2 ) ＝ k 1 逆 · c (N 2 O 2 )· k 2 逆 · c 2 (NO 2 ) ， 因为决定 2NO(g) ＋ O 2 (g)  2NO 2 (g) 速率的是反应 Ⅱ ，所以反应 Ⅰ 的活化能 E Ⅰ 远小于反应 Ⅱ 的活化能 E Ⅱ 。 1 2 3 4 5 6 7 (2) 已知反应速率常数 k 随温度升高而增大，则升高温度后 k 2 正 增大的倍数 _____ k 2 逆 增大的倍数 ( 填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ” ) 。 小于 解析　 反应 2NO(g) ＋ O 2 (g)  2NO 2 (g) 为放热反应，温度升高，反应 Ⅰ 、 Ⅱ 的平衡均逆向移动，由于反应 Ⅰ 的速率大，导致 c (N 2 O 2 ) 减小且其程度大于 k 2 正 和 c (O 2 ) 增大的程度，即 k 随温度升高而增大，则升高温度后 k 2 正 增大的倍数小于 k 2 逆 增大的倍数。 1 2 3 4 5 6 7