Question

【題目】(1) 在含Fe3+的S2O和I-的混合溶液中，反應(yīng)S2O (aq) + 2I-(aq)=2SO (aq) + I2(aq)的分解機(jī)理及反應(yīng)進(jìn)行中的能量變化如圖所示。

步驟①：2Fe3+(aq) + 2I-(aq) = I2(aq)+ 2Fe2+(aq)

步驟②：2Fe2+(aq) + S2O (aq) = 2Fe3+(aq) + 2SO (aq)

下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是 _______。

A. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B. Fe3+是該反應(yīng)的催化劑，能提高反應(yīng)體系中活化分子百分?jǐn)?shù)

C. 反應(yīng)速率v(S2O)=2v(SO)

D. 若不加Fe3+，則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大

(2)一定條件下，工業(yè)上可采用CH3OH→CO+2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國(guó)學(xué)者采用量子力學(xué)方法，通過計(jì)算機(jī)模擬，研究了在鈀基催化劑表面甲醇制氫的反應(yīng)歷程，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

① 甲醇脫氫反應(yīng)的第一步歷程，有兩種可能方式：

方式A：CH3OH*→CH3O*+H* Ea=+103.1kJ·mol-1 方式B：CH3OH*→CH3*+OH* Eb=+249.3kJ·mol-1

由活化能E值推測(cè)，甲醇裂解過程主要經(jīng)歷的方式應(yīng)為_____________。(填“A”或“B”)

②下圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。

該歷程中，放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為 ________________________________ 。

(3)已知298K時(shí)，A、B分別為無色氣體、深色氣體，發(fā)生反應(yīng)：A(g)2B(g)

①反應(yīng)達(dá)平衡后，擴(kuò)大容器的體積，再次達(dá)到平衡時(shí)混合氣體的顏色 ____(填“變深”、“變淺”或“不變”)。

②恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，已知v正=k正·p(A)，v逆=k逆·p2(B)，Kp=____________ 。(用k正、k逆表示)。若初始?jí)簭?qiáng)為100kPa．k正=2.8×104 s-1，當(dāng)B的體積分?jǐn)?shù)為40%時(shí)，v正= _____kPa·s-1[其中p(A)和p(B)分別是A和B的分壓， 分壓=p總×氣體體積分?jǐn)?shù)，k正、k逆為速率常數(shù)]

Answer 1

【答案】ACD A CHO*+3H*=CO*+4H* (或CHO*=CO*+H*) 變淺 2.1×106

【解析】

(1) A.由圖像可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；

B. 反應(yīng)前后三價(jià)鐵離子的數(shù)目性質(zhì)為改變，由此可知Fe3+是該反應(yīng)的催化劑，催化劑可以降低反應(yīng)所需的活化能從而能提高反應(yīng)體系中活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率，故B正確；

C.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，由反應(yīng)可得速率2v(S2O )=v(SO)，故C錯(cuò)誤；

D.活化能可視為是物質(zhì)到過渡態(tài)的能量，由圖像可知，正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，加催化劑并不能改變正逆反應(yīng)活化能的相對(duì)大小，故D錯(cuò)誤；

故答案為：ACD；

(2) 方式A所需活化能更低，所以甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為A，由圖象可知，相對(duì)能量從112降至65時(shí)，放出的熱量最多，放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為CHO*＋3H*═CO*＋4H*(或CHO*═CO*＋H*)，故答案為：A；CHO*＋3H*═CO*＋4H*(或CHO*═CO*＋H*)；

(3) ①反應(yīng)達(dá)平衡后，擴(kuò)大容器的體積，各物質(zhì)的濃度減小，雖然平衡正向移動(dòng)，但無法抵消B濃度的下降，因此顏色變淺，故答案為：變淺；

②恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正= v逆，聯(lián)立可得k正·p(A) =k逆·p2(B)，Kp= ；A(g)2B(g) 設(shè)起始時(shí)A的物種的量為amol，則amol氣體對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)為100kPa，設(shè)A的變化量為xmol，列出三段式：

B的體積分?jǐn)?shù)為40%則：，x=0.25a，此時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為：1.25a，由壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比可得此時(shí)體系內(nèi)壓強(qiáng)為：125 kPa，p(A)= ，v正=k正·p(A)= ，故答案為：；2.1×106