题目
反应釜温度大约在90℃以上时? 主反应速率低于副反应速率主反应速率等于副反应速率主反应速率大于副反应速率主副反应速率均下降
反应釜温度大约在90℃以上时? 主反应速率低于副反应速率主反应速率等于副反应速率主反应速率大于副反应速率主副反应速率均下降
题目解答
答案
主反应速率大于副反应速率
解析
考查要点:本题主要考查温度对化学反应速率的影响,特别是主反应与副反应速率在高温条件下的比较。
核心思路:根据阿伦尼乌斯方程,反应速率常数与温度和活化能的关系是解题关键。当温度升高时,活化能较高的反应速率常数增长更快。若主反应的活化能高于副反应,则在足够高的温度下,主反应速率会超过副反应速率。
破题关键:明确主、副反应的活化能差异,结合温度对速率常数的影响规律,判断速率变化趋势。
根据阿伦尼乌斯方程:
$k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}}$
其中,$k$为速率常数,$E_a$为活化能,$T$为温度,$R$为气体常数。
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活化能差异分析
假设主反应的活化能$E_{a,\text{主}} > E_{a,\text{副}}$,则在温度$T$升高的过程中:- 主反应的速率常数$k_\text{主}$随温度增长更快。
- 副反应的速率常数$k_\text{副}$增长较慢。
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高温条件下的速率比较
当温度达到90℃以上时,指数项$e^{-\frac{E_a}{RT}}$的变化主导速率常数。由于主反应活化能更高,其$k_\text{主}$的增长幅度超过$k_\text{副}$,最终导致主反应速率大于副反应速率。