题目
平行反应-|||- (1) A(g)-(2)D(g)(副产物)。 -|||-已知反应(1)的活化能 _(a,1)=80kJcdot (mol)^-1, 反应(2)的活化能 _(a,2)=40kJcdot (mol)^-1, 为有利于-|||-产物B(g)的生成,应当采取 () 的方法。-|||-A.恒温反应 B.升高反应温度-|||-C.降低反应温度 D.将副产物D(g)及时排出反应器
题目解答
答案
解析
步骤 1：理解反应速率与活化能的关系
反应速率常数 $k$ 与活化能 $E_a$ 之间的关系由阿伦尼乌斯方程给出：$k = A e^{-\frac{E_a}{RT}}$，其中 $A$ 是指前因子，$R$ 是气体常数，$T$ 是绝对温度。因此，活化能越低，反应速率常数越大，反应速率越快。
步骤 2：比较两个反应的速率常数
对于反应(1)和反应(2)，它们的速率常数分别为 $k_1$ 和 $k_2$。根据阿伦尼乌斯方程，有：
$$\frac{k_1}{k_2} = \frac{A_1 e^{-\frac{E_{a,1}}{RT}}}{A_2 e^{-\frac{E_{a,2}}{RT}}} = \frac{A_1}{A_2} e^{-\frac{E_{a,1} - E_{a,2}}{RT}}$$
由于 $E_{a,1} > E_{a,2}$，所以 $E_{a,1} - E_{a,2} > 0$，因此 $\frac{k_1}{k_2}$ 的值取决于温度 $T$。当温度升高时，$\frac{k_1}{k_2}$ 的值会减小，即反应(1)的速率常数相对于反应(2)的速率常数会减小，有利于产物B(g)的生成。
步骤 3：选择有利于产物B(g)生成的方法
为了有利于产物B(g)的生成，需要增大 $\frac{k_1}{k_2}$ 的值，即需要降低反应(1)的速率常数相对于反应(2)的速率常数。根据步骤2的分析，这可以通过升高反应温度来实现。
反应速率常数 $k$ 与活化能 $E_a$ 之间的关系由阿伦尼乌斯方程给出：$k = A e^{-\frac{E_a}{RT}}$，其中 $A$ 是指前因子，$R$ 是气体常数，$T$ 是绝对温度。因此，活化能越低，反应速率常数越大，反应速率越快。
步骤 2：比较两个反应的速率常数
对于反应(1)和反应(2)，它们的速率常数分别为 $k_1$ 和 $k_2$。根据阿伦尼乌斯方程，有：
$$\frac{k_1}{k_2} = \frac{A_1 e^{-\frac{E_{a,1}}{RT}}}{A_2 e^{-\frac{E_{a,2}}{RT}}} = \frac{A_1}{A_2} e^{-\frac{E_{a,1} - E_{a,2}}{RT}}$$
由于 $E_{a,1} > E_{a,2}$，所以 $E_{a,1} - E_{a,2} > 0$，因此 $\frac{k_1}{k_2}$ 的值取决于温度 $T$。当温度升高时，$\frac{k_1}{k_2}$ 的值会减小，即反应(1)的速率常数相对于反应(2)的速率常数会减小，有利于产物B(g)的生成。
步骤 3：选择有利于产物B(g)生成的方法
为了有利于产物B(g)的生成，需要增大 $\frac{k_1}{k_2}$ 的值，即需要降低反应(1)的速率常数相对于反应(2)的速率常数。根据步骤2的分析，这可以通过升高反应温度来实现。