题目
19、合成甲醇反应吸热,温度升高,平衡常数增大,反应速度加快。A. 正确B. 错误
19、合成甲醇反应吸热,温度升高,平衡常数增大,反应速度加快。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
本题考查化学平衡常数与温度的关系以及温度对反应速率的影响这两个知识点。解题思路是分别分析温度对合成甲醇反应的平衡常数和反应速率的影响,然后根据分析结果判断题目说法的正确性。
- 温度对平衡常数的影响:
对于吸热反应,根据范特霍夫方程$\ln\frac{K_2}{K_1}=\frac{\Delta H}{R}(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2})$,其中$K_1$、$K_2$分别是温度$T_1$、$T_2$时的平衡常数,$\Delta H$是反应的焓变,$R$是气体常数。因为合成甲醇反应是吸热反应,即$\Delta H>0$。当温度升高时,也就是$T_2>T_1$,那么$\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}>0$,所以$\ln\frac{K_2}{K_1}=\frac{\Delta H}{R}(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2})>0$,由此可得$\frac{K_2}{K_1}>1$,即$K_2 > K_1$,这表明温度升高,平衡常数增大。 - 温度对反应速率的影响:
根据阿伦尼乌斯公式$k = A\mathrm{e}^{-\frac{E_a}{RT}}$,其中$k$是反应速率常数,$A$是指前因子,$E_a$是活化能,$R$是气体常数,$T$是温度。当温度升高时,$-\frac{E_a}{RT}$的值增大,$\mathrm{e}^{-\frac{E_a}{RT}}$的值增大,所以反应速率常数$k$增大。而反应速率$v = k[c]^n$($[c]$是反应物浓度,$n$是反应级数),在反应物浓度不变的情况下,反应速率常数$k$增大,反应速率$v$也会加快。
综合以上两个方面的分析,温度升高,平衡常数增大且反应速度加快,所以题目说法正确。