2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義-第7章第24講化學(xué)反應(yīng)速率　合成氨工業(yè)

第七章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第24講化學(xué)反應(yīng)速率合成氨工業(yè)考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算1．表示方法通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式及單位v＝eq\f(Δc,Δt)，單位為mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。3．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能不同，但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在反應(yīng)aA(g)＋bB(g)?cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d(1)對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯(×)(2)對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說，都必須用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來表示化學(xué)反應(yīng)速率(×)解析對(duì)于一些化學(xué)反應(yīng)也可以用單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、體積、壓強(qiáng)的變化量來表示化學(xué)反應(yīng)速率。(3)單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化量表示正反應(yīng)速率，生成物濃度的變化量表示逆反應(yīng)速率(×)(4)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L－1·s－1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L－1(×)(5)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同(√)(6)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，數(shù)值越大，表示化學(xué)反應(yīng)速率越快(×)題組一化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較1．(2018·鄭州質(zhì)檢)對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)＋3B(s)?2C(g)＋2D(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1答案D解析本題可以采用歸一法進(jìn)行求解，通過方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，B物質(zhì)是固體，不能表示反應(yīng)速率；C項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)＝0.2mol·L－1·min－1；D項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)＝3mol·L－1·min－1。2．已知反應(yīng)4CO＋2NO2eq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋4CO2在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下：①v(CO)＝1.5mol·L－1·min－1②v(NO2)＝0.7mol·L－1·min－1③v(N2)＝0.4mol·L－1·min－1④v(CO2)＝1.1mol·L－1·min－1⑤v(NO2)＝0.01mol·L－1·s－1請(qǐng)比較上述5種情況反應(yīng)的快慢：____________________(由大到小的順序)。答案③①②⑤④min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1mol·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02mol·L－1·s－1＝1.2mol·L－1·min－1，故③>①>②>⑤>④。同一化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)快慢的比較方法由于同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同，所以比較反應(yīng)的快慢不能只看數(shù)值的大小，而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。(1)看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同的單位。(2)換算成同一物質(zhì)表示的速率，再比較數(shù)值的大小。(3)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值，即對(duì)于一般反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD，比較eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，則A表示的反應(yīng)速率比B的大。題組二化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算3．(2018·西安模擬)將6molCO2和8molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變)發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0。測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))。該反應(yīng)在8～10min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是()A．0.5mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1D．0.125mol·L－1·min－1答案C解析由圖可知，在8～10min內(nèi)，H2的物質(zhì)的量都是2mol，因此v(H2)＝eq\f(2mol－2mol,2L×2min)＝0mol·L－1·min－1，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v(CO2)＝eq\f(1,3)v(H2)＝0mol·L－1·min－1，故C項(xiàng)正確。4．合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起到重要作用。溫度為T1時(shí)，2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL，吸氫速率v＝________mL·g－1·min－1。答案30解析吸氫速率v＝eq\f(240mL,2g×4min)＝30mL·g－1·min－1。5．在新型RuO2催化劑作用下，使HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng)2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)?H2O(g)＋Cl2(g)具有更好的催化活性。一定條件下測(cè)得反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10－3mol01.83.75.47.2計(jì)算2.0～6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以mol·min－1為單位，寫出計(jì)算過程)。mol，v(Cl2)＝eq\f(3.6×10－3mol,4min)＝9.0×10－4mol·min－1所以v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×9.0×10－4mol·min－1＝1.8×10－3mol·min－1。解法二HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n，則2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)?H2O(g)＋Cl2(g)21n(5.4－1.8)×10－3mol解得n＝7.2×10－3mol，所以v(HCl)＝eq\f(7.2×10－3mol,6.0－2.0min)＝1.8×10－3mol·min－1?；瘜W(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的計(jì)算模式——“三段式”(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。例如：反應(yīng)mA＋nB?pC起始濃度(mol·L－1)abc轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某時(shí)刻濃度(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)考點(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Mg＞Al。2．外因3．理論解釋——有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能：如圖圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，使用催化劑時(shí)的活化能為E3，反應(yīng)熱為E1－E2。(注：E2為逆反應(yīng)的活化能)③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系(1)催化劑都不參加化學(xué)反應(yīng)(×)(2)升高溫度時(shí)，不論正反應(yīng)是吸熱還是放熱，正、逆反應(yīng)的速率都增大(√)(3)可逆反應(yīng)中減小產(chǎn)物的濃度可增大正反應(yīng)的速率(×)(4)增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率不一定增大(√)(5)增大反應(yīng)物的濃度，能夠增大活化分子的百分含量，所以反應(yīng)速率增大(×)(6)對(duì)可逆反應(yīng)FeCl3＋3KSCN?Fe(SCN)3＋3KCl，增加氯化鉀濃度，逆反應(yīng)速率加快(×)1．對(duì)于Fe＋H2SO4(稀)=FeSO4＋H2↑，改變某些條件會(huì)影響產(chǎn)生氫氣的速率，請(qǐng)回答下列問題：(1)v(H2)－t圖像中，為何AB段v逐漸增大，BC段又逐漸減小？答案AB段(v漸增)，主要原因是反應(yīng)放熱，導(dǎo)致溫度升高，反應(yīng)速率漸大；BC段(v漸小)，則主要原因是隨反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中c(H＋)漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率漸小。(2)若增加鐵的用量，對(duì)反應(yīng)速率有何影響(不考慮表面積的變化)，為什么？答案無影響，因?yàn)楣腆w以及純液體的濃度視為常數(shù)，其量的變化對(duì)反應(yīng)速率無影響。(3)若將稀硫酸換成濃硫酸能加快產(chǎn)生H2的速率嗎？為什么？答案不能，因?yàn)槌叵聺饬蛩崾硅F鈍化。(4)在鐵與稀硫酸的反應(yīng)混合物中分別加入少量①CuSO4，②CH3COONa固體，產(chǎn)生氫氣的速率如何變化？解釋變化的原因。答案①產(chǎn)生氫氣的速率加快。原因：Fe置換Cu2＋生成單質(zhì)Cu，與Fe形成原電池加快反應(yīng)速率。②產(chǎn)生H2的速率減小。原因是：CH3COO－結(jié)合H＋，降低H＋濃度，反應(yīng)速率減小。2．一定溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)?2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行，回答下列措施對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(填“增大”“減小”或“不變”)。(1)縮小體積使壓強(qiáng)增大：__________，原因是________________________________。(2)恒容充入N2：__________。(3)恒容充入He：__________，原因是______________________________________。(4)恒壓充入He：__________。答案(1)增大單位體積內(nèi)，活化分子數(shù)目增加，有效碰撞的次數(shù)增多，因而反應(yīng)速率增大(2)增大(3)不變單位體積內(nèi)活化分子數(shù)不變，因而反應(yīng)速率不變(4)減小氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時(shí)對(duì)反應(yīng)速率的影響(1)恒容：充入“惰性氣體”→總壓增大→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)→反應(yīng)速率不變。(2)恒壓：充入“惰性氣體”→體積增大→物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)→反應(yīng)速率減小。1．(2018·山西質(zhì)檢)反應(yīng)C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()①增加C的量②將容器的體積縮小一半③保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大④保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大A．①④B．②③C．①③D．②④答案C?解析增大固體的量、恒容時(shí)充入不參與反應(yīng)的氣體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無影響。?2．2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up9(V2O5),\s\do3(△))2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是()A．催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率B．增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間D．在t1、t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1～t2內(nèi)，生成SO3(g)的平均反應(yīng)速率v＝eq\f(c2－c1,t2－t1)答案D解析V2O5作為催化劑，能同等程度改變正、逆化學(xué)反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)并不是影響化學(xué)反應(yīng)速率的唯一因素，只有當(dāng)其他條件不變時(shí)增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率才增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，降低溫度化學(xué)反應(yīng)速率均減小，使達(dá)到平衡所需的時(shí)間增多，C項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)v＝eq\f(Δc,Δt)可知，Δc＝c2－c1，Δt＝t2－t1，D項(xiàng)正確。3．(2018·天津一中調(diào)研)已知分解1molH2O2放出熱量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為H2O2＋I(xiàn)－→H2O＋I(xiàn)O－慢H2O2＋I(xiàn)O－→H2O＋O2＋I(xiàn)－快下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A．反應(yīng)速率與I－濃度有關(guān)B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑C．反應(yīng)活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)答案A解析A項(xiàng)，將題給兩個(gè)反應(yīng)合并可得總反應(yīng)為2H2O2=2H2O＋O2↑，該反應(yīng)中I－作催化劑，其濃度的大小將影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率；B項(xiàng)，該反應(yīng)中IO－是中間產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑；C項(xiàng)，反應(yīng)的活化能表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ熱量，不能據(jù)此判斷該反應(yīng)的活化能；D項(xiàng)，由反應(yīng)速率與對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。*下列表格中的各種情況，可以用對(duì)應(yīng)選項(xiàng)中的圖像表示的是()選項(xiàng)反應(yīng)甲乙A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)NaKB4mL0.01mol·L－1KMnO4溶液分別和不同濃度的2mLH2C2O4(草酸)溶液反應(yīng)0.1mol·L－1的H2C2O4溶液0.2mol·L－1的H2C2O4溶液C5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和5mL0.1mol·L－1H2SO4溶液反應(yīng)熱水冷水D5mL4%的過氧化氫溶液分解放出O2無MnO2粉末加MnO2粉末答案C解析由于K比Na活潑，故大小相同的金屬K和Na與水反應(yīng)，K的反應(yīng)速率更快，又由于Na、K與H2O反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，放出大量的熱，反應(yīng)速率逐漸加快，A項(xiàng)不正確；由于起始時(shí)乙中H2C2O4濃度大，故其反應(yīng)速率比甲中快，B項(xiàng)不正確；由于甲反應(yīng)是在熱水中進(jìn)行的，溫度高，故甲的反應(yīng)速率大于乙，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故甲、乙中反應(yīng)速率逐漸減小，C項(xiàng)正確；MnO2在H2O2的分解過程中起催化作用，故乙的反應(yīng)速率大于甲，D項(xiàng)不正確。(1)由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，故改變其用量反應(yīng)速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時(shí)，其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物濃度實(shí)現(xiàn)的，所以分析壓強(qiáng)的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，要從反應(yīng)物濃度是否發(fā)生改變的角度來分析。若改變總壓強(qiáng)而各物質(zhì)的濃度不改變，則反應(yīng)速率不變。(3)改變溫度，使用催化劑，反應(yīng)速率一定發(fā)生變化，其他外界因素的改變，反應(yīng)速率則不一定發(fā)生變化。(4)其他條件一定，升高溫度，不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng)，不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)速率都要增大，只不過正、逆反應(yīng)速率增加的程度不同?？键c(diǎn)三合成氨適宜條件的選擇1．反應(yīng)特點(diǎn)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0ΔS<02．反應(yīng)條件選擇的理論分析(1)反應(yīng)限度角度：低溫、高壓，有利于提高轉(zhuǎn)化率。(2)反應(yīng)速率角度：高溫、高壓、使用催化劑，有利于提高化學(xué)反應(yīng)速率。3．適宜條件(1)溫度：700_K左右，此時(shí)催化劑活性最大。(2)壓強(qiáng)：低壓(1×107Pa)，中壓(2×107～3×107Pa)和高壓(8.5×107～1×108Pa)三種類型。(3)催化劑：鐵觸媒。(4)N2與H2的物質(zhì)的量之比(投料比)：1∶2.8。4．合成氨工業(yè)的簡(jiǎn)要流程可用方框圖表示為(1)原料氣的制取N2：將空氣液化、蒸發(fā)分離出N2或者將空氣中的O2與碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然氣等)在高溫下制取。用煤和水制H2的主要反應(yīng)為C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(催化劑))CO2＋H2。(2)制得的N2、H2需凈化、除雜質(zhì)，再用壓縮機(jī)壓縮至高壓。(3)氨的合成：在適宜的條件下，在合成塔中進(jìn)行。(4)氨的分離：經(jīng)冷凝使氨液化，將氨分離出來，為提高原料的利用率，將沒有完全反應(yīng)的N2和H2循環(huán)送入合成塔，使其被充分利用。(1)使用鐵做催化劑，可提高合成氨反應(yīng)的速率和平衡轉(zhuǎn)化率(×)(2)高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)(√)(3)500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)，提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率(×)(4)合成氨時(shí)采用循環(huán)操作，可提高原料的利用率(√)(5)合成氨采用2×107～5×107Pa，因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最高(×)(6)合成氨工業(yè)采用高壓，不僅能提高轉(zhuǎn)化率，還能縮短到達(dá)平衡的時(shí)間(√)1.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖分析合成氨工業(yè)最有前途的研究方向是()A．提高分離技術(shù)B．研制耐高壓的合成塔C．研制低溫催化劑D．探索不用N2和H2合成氨的新途徑答案C解析由題圖可知，NH3的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高而顯著下降，故要提高NH3的體積分?jǐn)?shù)，必須降低溫度，但目前所用催化劑鐵觸媒的活性最高時(shí)的溫度為700K，故最有前途的研究方向?yàn)檠兄频蜏卮呋瘎?．(2018·青島診斷)合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)。合成氨工業(yè)的生產(chǎn)流程如下：關(guān)于合成氨工業(yè)的說法中不正確的是()A．混合氣體進(jìn)行循環(huán)利用遵循綠色化學(xué)思想B．合成氨反應(yīng)須在低溫下進(jìn)行C．對(duì)原料氣進(jìn)行壓縮是為了增大原料氣的轉(zhuǎn)化率D．使用催化劑可以提高反應(yīng)的速率，但是不能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)答案B解析低溫雖然有利于平衡正向移動(dòng)，但低溫會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率降低，不利于提高生產(chǎn)效率，答案選B。3.工業(yè)合成氨N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：(1)該反應(yīng)通常用活性鐵做催化劑，加活性鐵會(huì)使圖中B點(diǎn)______(填“升高”或“降低”)，理由是____________________________________________________。(2)450℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)________(填“<”“>”或“＝”)500℃時(shí)的平衡常數(shù)。(3)一定條件下的密閉容器中，該反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高H2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的合理措施有______(填字母)。a．高溫高壓 b．加入催化劑c．增加N2的濃度 d．增加H2的濃度e．分離出NH3答案(1)降低催化劑能降低反應(yīng)的活化能(2)>(3)ce解析(1)催化劑能降低反應(yīng)的活化能。(2)該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，低溫有利于平衡正向移動(dòng)，450℃時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大，即450℃對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大。(3)高溫使化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，H2轉(zhuǎn)化率降低，a不合理；催化劑對(duì)平衡無影響，b不合理；增加N2的濃度可以提高H2的轉(zhuǎn)化率，c可以；d會(huì)降低H2的轉(zhuǎn)化率；分離出NH3，有利于平衡右移，e可以提高H2的轉(zhuǎn)化率。4．乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________。(2)已知：甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9kJ·mol－1甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1kJ·mol－1乙醇異構(gòu)化反應(yīng)C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3＝50.7kJ·mol－1則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。與間接水合法相比，氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________。答案(1)C2H4＋H2SO4(濃)=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H＋H2O=C2H5OH＋H2SO4(2)－45.5污染小、腐蝕性小等解析(1)由題給信息可寫出：C2H4＋H2SO4(濃)=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H＋H2O=C2H5OH＋H2SO4。(2)將已知的三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，用①－②－③即得所求的熱化學(xué)方程式，由此可得到ΔH＝－45.5kJ·mol－1。氣相直接水合法生產(chǎn)乙醇時(shí)沒有使用強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)酸性的濃硫酸，故與間接水合法相比，具有污染小、腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)。1．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)使用催化劑能夠降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)(×)(2016·天津理綜，3A)(2)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變相同(×)(2015·天津理綜，3C)(3)探究溫度對(duì)硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響時(shí)，若先將兩種溶液混合并計(jì)時(shí)，再用水浴加熱至設(shè)定溫度，則測(cè)得的反應(yīng)速率偏高(×)(2016·浙江理綜，8B)(4)探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響：在相同條件下，向一支試管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支試管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(√)(2015·江蘇，13D)2．下列敘述不正確的是()A．用稀硫酸和鋅粒制取H2時(shí)，加幾滴CuSO4溶液以加快反應(yīng)速率(2018·全國(guó)卷Ⅲ，10A)B．向2支盛有5mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時(shí)加入2mL5%H2O2溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能達(dá)到探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響的目的(2018·全國(guó)卷Ⅱ，13D改編)C．在酶催化淀粉水解反應(yīng)中，溫度越高淀粉水解速率越快(2018·江蘇，10D)D．下圖是室溫下H2O2催化分解放出氧氣的反應(yīng)中c(H2O2)隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小(2018·江蘇，13B)答案C解析可形成鋅銅原電池，加快反應(yīng)速率，A正確；反應(yīng)的離子方程式為HSOeq\o\al(－,3)＋H2O2=SOeq\o\al(2－,4)＋H＋＋H2O，這說明反應(yīng)過程中沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此無法探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，B正確；溫度過高可能使酶(一種蛋白質(zhì))變性，失去生理活性，C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像，隨著時(shí)間的推移，c(H2O2)變化趨于平緩，隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小，D正確。*－1，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。②在343K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有________、________。③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝____(保留1位小數(shù))。答案②及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物濃度③大于1.3解析②在343K時(shí)，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是及時(shí)移去產(chǎn)物，使平衡向右移動(dòng)；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，需加快化學(xué)反應(yīng)速率，可采取的措施有提高反應(yīng)物濃度、改進(jìn)催化劑等。③溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K，b點(diǎn)溫度為323K，故反應(yīng)速率：va>vb。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝，則有v正＝，v逆＝，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)v正＝v逆，即＝，此時(shí)SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%，經(jīng)計(jì)算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.78、0.11、0.11，則有k正×0.782＝k逆×0.112，k正/k逆＝0.112/0.782≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝20%，此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、0.1，則有eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(k正,k逆)·＝eq\f(0.02×0.82,0.12)≈1.3。4．(2018·海南，16)過氧化氫(H2O2)是重要的化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于綠色化學(xué)合成、醫(yī)療消毒等領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)ΔH＝－188kJ·mol－1過氧化氫分解反應(yīng)2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。不同溫度下過氧化氫分解反應(yīng)的平衡常數(shù)K313K________K298K(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)100℃時(shí)，在不同金屬離子存在下，純過氧化氫24