Question

【題目】(1) 在含Fe3+的S2O和I-的混合溶液中，反應S2O (aq) + 2I-(aq)=2SO (aq) + I2(aq)的分解機理及反應進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)

下列有關該反應的說法不正確的是 _______。

A. 該反應為吸熱反應

B. Fe3+是該反應的催化劑，能提高反應體系中活化分子百分數

C. 反應速率v(S2O)=2v(SO)

D. 若不加Fe3+，則正反應的活化能比逆反應的大

(2)一定條件下，工業上可采用CH3OH→CO+2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國學者采用量子力學方法，通過計算機模擬，研究了在鈀基催化劑表面甲醇制氫的反應歷程，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標注。

① 甲醇脫氫反應的第一步歷程，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，甲醇裂解過程主要經歷的方式應為_____________。(填“A”或“B”)

②下圖為計算機模擬的各步反應的能量變化示意圖。

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

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

①反應達平衡后，擴大容器的體積，再次達到平衡時混合氣體的顏色 ____(填“變深”、“變淺”或“不變”)。

②恒容密閉容器中發生上述反應，已知v正=k正·p(A)，v逆=k逆·p2(B)，Kp=____________ 。(用k正、k逆表示)。若初始壓強為100kPa．k正=2.8×104 s-1，當B的體積分數為40%時，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×氣體體積分數，k正、k逆為速率常數]

Answer 1

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

【解析】

(1) A.由圖像可知反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應為放熱反應，故A錯誤；

B. 反應前后三價鐵離子的數目性質為改變，由此可知Fe3+是該反應的催化劑，催化劑可以降低反應所需的活化能從而能提高反應體系中活化分子百分數，加快反應速率，故B正確；

C.反應速率之比等于化學計量數之比，由反應可得速率2v(S2O )=v(SO)，故C錯誤；

D.活化能可視為是物質到過渡態的能量，由圖像可知，正反應的活化能小于逆反應的活化能，加催化劑并不能改變正逆反應活化能的相對大小，故D錯誤；

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歷經的方式應為A，由圖象可知，相對能量從112降至65時，放出的熱量最多，放熱最多的步驟的化學方程式為CHO*＋3H*═CO*＋4H*(或CHO*═CO*＋H*)，故答案為：A；CHO*＋3H*═CO*＋4H*(或CHO*═CO*＋H*)；

(3) ①反應達平衡后，擴大容器的體積，各物質的濃度減小，雖然平衡正向移動，但無法抵消B濃度的下降，因此顏色變淺，故答案為：變淺；

②恒容密閉容器中發生上述反應，當反應達到平衡時v正= v逆，聯立可得k正·p(A) =k逆·p2(B)，Kp= ；A(g)2B(g) 設起始時A的物種的量為amol，則amol氣體對應的壓強為100kPa，設A的變化量為xmol，列出三段式：

B的體積分數為40%則：，x=0.25a，此時氣體的總物質的量為：1.25a，由壓強之比等于氣體的物質的量之比可得此時體系內壓強為：125 kPa，p(A)= ，v正=k正·p(A)= ，故答案為：；2.1×106