2022年高考化学微专题《速率常数的应用》

1、速率常数的应用一、智能补缺、知识拓展1 .速率常数含义反应速率方程式中的比例常数k叫做化学反应速率常数。速率常数(k)是指在给定温度下，反应 物浓度皆为1 molL i时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应 速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下， 速率常数不随反应物浓度的变化而改变。但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应 速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。因此，可以应用速率方程求出该温度 下任意浓度时的反应速率。2 .速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为

2、指数的塞的乘积成正比。对于反应：aA(g)+bB(g)k=igG(g)+hH(g)则v 1E=k dCXAAc'B)(其中k a为正反应的速率常数)，v is=k .cg(G)d(H)(其中k通为逆反应的 速率常数)。如反应 2NO2(g)<-2NO(g)+O2(g), v ,P.=k ,f.-c2(NO2), v ffi=k ii-c2(NO)-c(O2)(>3 .速率常数与化学平衡常数之间的关系一定温度下，可逆反应:aA(g)+bB(g)、gG(g)+hH(g),达到平衡状态时，v =k 1I:-ca(A).cb(B),g ha bg h kit c« (G)

3、 -ch (H)via=k.c (G>c (H),因平衡时 丫巾=丫逆，则 k.c (A>c (B尸ki«c (G>c (H),= ;i；L c (A) -c (B) =K二' 真题再现、辨明考向例1. (2021年河北高考真题13)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生 以下两个反应：M+N=X+Y；M+N=X+Z,反应的速率可表示为Vi=kd(M),反应的速率可 表示为V2=k2c"M) (k、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说 法错误的是A.。30min时间段内，丫的平均反应速率为6.67xl

4、O-8mol«L 'min-'B.反应开始后，体系中丫和Z的浓度之比保持不变C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为ZD.反应的活化能比反应的活化能大答案：A解析：A.由图中数据可知，30%加时，M、Z的浓度分别为0.300mo卜丁|和0.125 moLLT,则 M的变化量为0.5moLLT-0.300 mol-L-'=0.200 mol-L-1,其中转化为丫的变化量为0.2001110卜丁。125 mol-L '=0.075 mol-L '(因此，030mi”时间段内,丫的平均反应速率为0.075mol L; = o.q025m

5、oi4, ' min-1, A 说法不正确；30 min匕B由题中信息可知，反应和反应的速率之比为丁，丫和Z分别为反应和反应的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1),因此反应开始后，体系中丫和Z的浓度之比自等于,由于匕、k2为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确；k2C结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时间内体系中丫和Z的浓度之比等于X 0.075mol L1 357 ，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有、的M转化为乙即62.5%的女2 0.125mol L-1 58M转化为Z, C说法正确；D由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成丫较少，因此，反

6、应的化学反应速率 较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应的活化能比反应的活化能大，D说 法正确。综上所述，相关说法不正确的只有A,故本题选A。例2. (2021年1月八省联考河北)一定条件下，反应H2(g)+B*g)=2HBr(g)的速率方程为v=kc«(HjcP(BrJcT(HBr),某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：c(H)/(mol L-1)c(Br,)/(mol - L1)c(HBr)/(mol - L1)反应速率0.10.12V0.10.428v0.20.4216v0.40.142v0.20.1C4v根据表中的测定结果，下列结论错误的是()A.表

7、中c的值为48 .a、p、丫的值分别为1、2、-1C.反应体系的三种物质中，Bn(g)的浓度对反应速率影响最大D.在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低答案：AB解析：速率方程为vnkcXHiWVBrJcXHBr),将H2、B。、HBr和速率都带入到速率方程可以 得至 1J , v=kx0.iax0.1Bx2Y、® 8v=kxO.laxO.4px2Y > I6v=k x 0.2(1 x 0.4° x 2丫、/3 2v=kx0.4ctx0,1px47 '由®得到忏一，®得到a=l ,©得到y=-l

8、,对于2034V=k(0.2)a (0.1)好(HBr)与，将a=l, p=,尸-1代入，解得c=l,由此分析。2A.根据分析，表中C的值为1,故A符合题意：3B.根据分析，(X、恨丫的值分别为1、_、-1,故B符合题意；2 3C.由于v=kca )c"(Br )c，(HBr), a、(3、丫的值分别为 1、-1,由于速率与Br (g)和 H (g)(H-3 )墨 然的浓度成正比，与HBr(g)的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，故C不符合题意：D.由于产1,增大HBr(g)浓度，cyHBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降

9、低，故D不符合题意：答案选AB。例3. (2020年全国I卷28节选)硫翳蠡弊重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关犍工 序是SO的催化氧化：SO (g)+ O(g)钥1催化剂SO (g) AA/=-98kJ mor回答下列问题：22- 2* 3(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(-1)°-na').式中：k为反应速率常 OL数，随温度，升高而增大；a为SCh平衡转化率，a'为某时刻SO2转化率，”为常数。在a' =0.90时，将一系列温度下的大a值代入上述速率方程，得至f曲线，如图(c)所示。1()曲线上。最大值所对应温度称为该a&#

10、39;下反应的最适宜温度，m。fUm时，。逐渐提高；/加后， 逐渐下降。原因是。答案：（4）升高温度，k增大使。逐渐提高，但a降低使。逐渐下降。当，布，女增大对。的提 高大于a引起的降低；当，品，%增大对。的提高小于a引起的降低解析：（4）在"=0.90时，SO?催化氧化的反应速率为v=©含一1浮（1一0.90）。升高温度，k 增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。ffm时，左增大对v的提高大于a引起的降低；ffm 后，上增大对v的提高小于a引起的降低。例4. （2020年全国H卷28节选）天然气的主要成分为CH4, 一般还含有C2H6等烧类，是重要的 燃料和化工原料。乙

11、烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g） AH”相关物质的燃烧热数据 如下表所示：物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热 AH/CkJ-mor')-1 560-1 411286AM =kJ moF1»提高该反应平衡转化率的方法有、.容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为a。反应的平衡常数Kp=（用平衡分压代替平瞥度计算，分压=总压X物质的量分数）。（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2cH ，UH"1 CH +H反应在初期阶段的速率方程为：4* 2 62r=kX cCfj,其中左为反应速

12、率常数。设反应开始时的反应速率为打，甲烷的转化率为a时的反应速率为小 则门=r,对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是 oA.增加甲烷浓度，r增大B.增加H2浓度，r增大C.乙烷的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，%减小答案：+137升高温度减小压强（增大体积）小球f、Xp（2）l-aAD解析：（1延选写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律，AH, = -1560kJ mol '-（-l 411 kJ mol '）-（-286 kJ mor'）= +137 kJ mol '»C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g） Hi = + 1

13、37kJ moL是一个气体分子数增大的吸热反应，要提高 反应物的转化率，可以采取升高温度、减小压强（增大体积）等措施。设容器中通入的乙烷和氢气均为1 mol,则：C2H6（g）=C2H4（g） + H2（g） （总）初始量/mol 101第4页共21页转化量/molaaa平衡量/mol1aa1 +a 2+qv _(枭czU+a)p- P。(2)甲烷的转化率为a时，cCHi =(l-a) C(ch)，则=黑普± = -a,即/'2=(1 - a)n。A 对，由速率方程知，甲烷的浓度越大，反应越快；B错，出的浓度大小不影响反应速率；C错，反 应过程中心应逐渐减小，故C2H6的生成

14、速率逐渐减小；D时，降低反应温度，反应速率减小，故A 减小。例5. (2018年全国HI卷节选)三氯氢硅(SiHCk)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问 题：(2) SiHCb在催化剂作用下发生反应：2SiHCh(g)=SiH2Ch(g)+ SiCl4(g) AHi=48 kJ-mor13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) AH2=-30 kJ-moP1则反应 4SiHCl3(g)=SiH4(g)+ 3SiC14(g)的 AH=kJ moC。(3)对于反应2SiHCb(g)=SiH2cl2(g)+SiCL(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和

15、343 K时SiHCh的转化率随时间变化的结果如图所示。0100200300400/tnin343 K时反应的平衡转化率a=%o平衡常数K343 k= (保留2位小数)。在343 K下：要提高SiHCb转化率，可采取的措施是:要缩短反应达到平衡的 时间，可采取的措施有、o比较a、b处反应速率大小：ua Vh (填“大于”,小于”或“等于反应速率v=u 逆 =k X2-k逆飞H,Ci/sic3 k,E、k迪分别为正、逆向反应速率常数，X为物质的量分数，计算a处的正 SiHCh(保留1位小数)。彝(2) 114(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3解析：(2)将第

16、一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的婚变, 所以婚变为 48x3+(-30)=114kJ-mol-1o（3）由图示，温度越高反应越快，达到平衡用得时间就越少，所以曲线a代表343K的反应。从图中读出，平衡以后反应转化率为22%。设初始加入的三氯气硅的浓度为lmol/L,得至lj：2SiHCh 玄SiH2cL+ SiCl4起始：100反应：0.220.110.11 （转化率为22%）平衡：0.780.110.11所以平衡常数K=0.112+O.78JO.O2。温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离（两边物质的量相等，压强 不影响平衡）。缩短达到平衡的时

17、间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是增大压强（增大反应 物浓度）、加入更高效的催化剂（改进催化剂）。a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更 快，即Va>Vb。根据题目表述得到 k更重Ai磔，以* = b鹿湖gji附中gH gjiil a ,当反应达平衡 时w湛）“则，上任=k正次由群=l雄=k瞥同绘封srs ©，所以骁邕，实际就是平衡常数K值，所以詈=0.02。a点时，转化率为20%,所以计算出:2SiHCh 一t S1H2CI2 + SiCU起始：100反应：0.20.10.1平衡：0.80.10.1（转化率为20%）所以落黑

18、百F =0.8；-_n 1 而 i、i " W： 一 或E、，踊曾 一 -01：所以 一X州翦氏邃鸵毁皓然S!曷Q即Q.Q3 同一=12三、拓展训练巩固考点I.反应2NO+CL=2NOC1在295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:c(NO)/(mol-L')c(Cl2)/(mol L')vCChyCmolL'-s1)0.1000.1008.0x10-30.5000.1002.0x1 a10.1000.5004.0x1 O-2注：反应物浓度与反应速率关系式为v（C12）=kcm（NO）cn（Ch）（式中速率常数k=Aeha/RT,其中 Ea为活化能，A

19、、R均为大于0的常数，T为温度）；反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓 度的指数之和。下列说法不正确的是（）A. m=2, n=l,反应级数为3级B.当 c(NO)=0.200mol L ', c(C12)=0.300mol-Lv(NO)=0.192mol L '-s-1C.加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k,而加快反应速率D.升高温度，可以增大反应的活化能Ea,从而使速率常数k增大答案：D4.0x10-2( 0.500Y8.0x10-3解析：由表中数据可知& 0xl(Tj而)，n=L由组数据可知2.0X10-' (0.500T_= I 8.0x

20、10- 0.100，m=2,由数据可知左=,=8.0；0.1002 xO.100A.据数据分析知m=2, n=l,反应级数为3级，A正确：B.当 c(NO)=0.200mol-L 1, c(Cl2)=0.300mol L 1,v(NO)=2v(Ch)=2x8.0x o.2002x0.300mol L-,-s-,=0.192mol L1-s , B 正确；c.催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子数目，增大反应速率，c正确；D.升高温度，活化能不变，D错误；2.工业上，可采用还原法处理尾气中NO,其原理:2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) HvO。 在化学上，正反应速率方程式

21、表示为v (正)=k (正)-CXNO) .c" (H2),逆反应速率方程式表示为v (逆)=k (逆)-cx (N2) .c> (H3O),其中，k表示反应速率常数，只与温度有关，m, n, x, y叫反 应级数，由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2,在T下进行实验，测得有关数据如下：实验c(NO)/molL-'c(H2)/molL-'v(正)/molL"min"0.10().100.414k0.100.401.656k0.200.101.656k下列有关推断正确的是A.上述反应中，正反应活化能大于逆反应活化能B.若升高温度，则k (

22、正)增大，k (逆)减小C.在上述反应中，反应级数：m=2, n=lD.在一定温度下，NO、山的浓度对正反应速率影响程度相同答案：C解析：2NO(g)+2H2(g)、'N2(g)+2H2O(g) AH<0,正反应是放热反应，根据反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差，分析判断A的正误；根据升高温度，反应速率加快分析判断B的正误; 根据表格数据知，、实验数据比较，可以计算n。和比较可以计算m,分析判断C的正误; 根据C的计算结果分析判断D的正误。A.上述反应的正反应是放热反应，反应热等于正反应活化能 与逆反应活化能之差，由此推知，正反应活化能小于逆反应活化能，故A错误；B.升高温

23、度，正、第7页共21页逆反应速率都增大，故正、逆反应速率常数都增大，故B错误；C.由表格数据知，、实验数据比较，2 =4，6562=4,故口=1。3 =2m=4,则m=2,故C正确；D.由于正反0.414k0.414k应速率表达式中NO、比的反应级数不相等，所以，NO、氏浓度对正反应速率的影响程度不相同， 故D错误：故选C。3.已知化学反应：NO2+CO NO+CO2,当，<250 时，v=Jt-c2(NO2),当。250 时 v=jt c(NO2).c(CO)o以上两式中v为反应速率，女为速率常数(一定温度下为定值)。下列叙述正确的是 ()A.当NO?和CO的浓度相等时，升高或降低温度

24、，反应速率不变B.因反应前后气体分子数目不变，故改变压强反应速率不变C.增大NO2的浓度为原来的2倍，反应速率一定变为原来的4倍D.当温度低于250 C时，改变CO的浓度，反应速率基本不变答案：D解析：升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢，A项错误；该反应前后气体分子 数目不变，改变压强，平衡不移动，但反应速率对应改变，B项错误；增大NO2的浓度为原来的2 倍，若/>250 ,根据v=%«NO2>c(CO)可知，反应速率变为原来的2倍，C项错误；当温度低于 250 时，根据片k/(NO2河知，一定温度下，反应速率只与c(NO»有关，改变CO的浓度，反应

25、 速率基本不变，D项正确。4.已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)*2NO2(g) AH>0中，v。=k，ec(N2O。，v迪=1(逆 c2(NO»(k小k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K=10,则k正=k如升高温度， k止增大的倍数(填“大于""小于''或"等于”)k速增大的倍数。答案：10大于解析：当反应达到平衡时，ve=v 迎，即 kJL-c(N2O4)=ka-c<NO2), k=kK24= 10k a;该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，k 增大的倍数大于k逆增大的倍 数。5 .在容积均为1

26、 L的密闭容器A(起始500 'C,恒温)、B(起始500 ,绝热)两个容器中分别加 入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系 如图乙所示。(l)500C该反应的化学平衡常数K=(用分数表示)。(2)实验测定该反应的反应速率v正=心(帖0)(8), v逆=k.c(N2)c(CCh), k正、k逆分别是ViE正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。计算M处的一=(保留两位小数)。V逆答案：上(2)1.69解析：图乙中b曲线对应A容器中NzO的转化率，达到平衡时NzO转化率为25%,则有： N2«J(g)十 CU

27、(g)'、N2(g)十 CU2(p起始浓度/(mohLT)O.l 0.400转化浓度/(moILT) 0.025 0.025 0.025 0.025平衡浓度/(mollT) 0.075 0.375 0.025 0.025则500 时该反应的化学平衡常数K= ° 32)-(CO2)0 025x0.025 1c (N2O) -c (CO) =0.075x0.375=45°(2)由(1)分析可知，500 恒温容器中达到平衡时，N2O(g), CO(g)、(g)和CO?(g)的平衡浓 度(mollT)分别为 0.075, 0.375> 0.025、0.025,则有：v

28、 天4c(N O)-c(CO)=k xO.O75xO.375,. =k a-c(N2)-c(CO2)=k j«xO.O25xO.O25：港坪衡时 v 1I:=v 迪，贝侑”：xO.O75xO.375=k isx0.025x0.025, 据此可得；= M点对应的N2O的转化率为20%,此时N20(g)、C0(g)、N?(g)和CCHg)的浓度(mol-Lvn- k#x0.08x0.387)分别为0.08、0.38、0.02、0.02,则有小最藏痴?1出。6 .在一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入一定量PCh(g)和CL(g)，发生如下反应：PCb(g) +Cl2(g)一"

29、"PCl5(g) AH,测得PCb(g)的转化率与时间关系如图所示。10 20 3() 4() 5() "min其速率方程：V ,H=k iE-c(rci3)c(Cl2), ViS = k.C(PC15)(k是速率常数，只与温度有关)上述反应中，AH 0(填“或“=")，理由是 OM点：黑亦填或一> 升高温度,卜正增大的倍数k a增大的倍数(填"大于小于''或''等于")。T时，测得平衡体系中c(Cl )=0.25 mol-L-' n1-(要求结果带单'2，则女了位)。答案：(1)<

30、T2大于T|,温度升高，平衡转化率降低，说明正反应是放热反应(2)> 小于 (3)16 L mol 1解析：(1)由图像知，T2先达到平衡，说明T2大于T|, T2达到平衡时转化率降低，升高温度，第10页共21页M点正反应速率大于逆反应速率，K L，说明浓度商小于平衡常数；正反应是放热反应,k逆升高温度，平衡向左移动，平衡常数K减小，说明k逆增大的倍数大于k增大的倍数。(3)下，平衡时PC13(g)的转化,为80%,设PCb(g)的起始浓度为c,平衡时c(PCb)=0.2c,c(PCk) =0.8c, c(Cl)=0.25mol-L '» K c(PCh) =0.8c口

31、 = 161,mcl 1 o2=ki£=c(PCh)c(Cl2) 0.2cx0.257.甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式，其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。通过计算机模拟实验，对4001200,操作压强为0.1 MPa条 件下，不同水碳比(110)进行了热力学计算，反应平衡体系中氏的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。据模拟实验可知，平衡温度为900,水碳比为1.0时，H2的物质的量分数为0.6, CH的转化 率为，其压强平衡常数为;反应速率方程为v=kp(CH4)p ,(H2), 此时反应速率=(已知：气体分压=气体的物质

32、的量分数x总压，速率方程中k为速 率常数)。k答案：66.67%4.32x10-2(MPa)2_6解析：操作压强为O.IMPa、平衡温度为900条件下，水碳比为1.0时，出的物质的量分数为 0.6,设甲烷和HaO的物质的量均为amol,达化学平衡时，甲烷消耗x,CH4(g)+H2O(g)起始(mol)aa转化(mol)xx平衡(mol)a-xa-x士C0(g)+3H?(g)。00x3xx3x,则CH4的转化率(p(H,) = = 0.6，得x = _a 2a+2x32宝aa (CH )= h xlOO% = 66.67%4-已知：气体分压=气体的物质的量分数x总压，p(CH4)=p(H2O)=

33、/fxp =0.1p10a 总总p(H ) = 0.6 ，p(CO) = 1 p(H ) = 0.2 p ,压强平衡常数为2总32总p(CO) p3(H)0.2p x(0.6 p )3= 4.32p2=4.32x(0. IMPa)2 =4.32x1 O_2(MPa)2 ；2_ 总. p(CH ) - p(H O) - OAp xO.lp 42总总_,0P战k反应速率方程为v=kp(CH )p(H ),此时反应速率 = &3二_o420.6p 总 68 .航天员呼吸产生的CO?用下列反应处理，可实现空间站中02的循环利用。Sabatior反应：CO2 (g) +4H2 (g) "

34、;CH4 (g) +2H2O (g)水电解反应：2H2。(g) 2H? (g) +O2 (g)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO? (g) +2H2 (g)(s) +2H,0 (g) AH<0 代替Sabatier反应，再电解水实现O2的循环利用。350时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8m0旧2和4moicCh发生以上反应，若反应起始 和平衡时温度相同(均为350C),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：时间/min0102030405060压强6.00P5.60P5.30P5.15P5.06P5.00P5.00P350时Bosch反应的&= (%为用气体的分压表

35、示的平衡常数，分压= 气体的体积分数x体系总压)Bosch反应的速率方程：v ,i：=k ,i«c (CO2) *c2 (Hi), v ®=k s»c2 (H2O) (k是速率常数，只与温度有关)。30min时，1C 叩) (填或"=")；升高温度，kk逆c(CO2)-c2 (H)“增大的倍数 k逆增大的倍数。(填或“=")I答案：一)v解析：向体积为2L的恒容密闭容器中通入8m。旧2和4moic。2发生以上反应，结合三段式计 算平衡状态气体物质的量，设达到平衡状态消耗二氧化碳物质的量为x,CO2 (g) +2H2 (g)(s) +2

36、H2O (g)起始(mol)变化(mo/)x2x2x平衡(mo/)4-x8-2x2x4 + 86气体压强之比等于物质的量之比，=-,得出x=2mol,则平衡下n(CO2)=2mol,4 x + 8 2x + 2x 5n(H2)=4mol, P=5.OOP, CO2%=20%, H2%=40%, H2O%=40%,(40% x 5.OOP)21K =- «p (20% x 5.00P) x (40% x 5.00P)2 P 'Bosch反应的速率方程：v =k - c(CO )- c2 (H) , v=k- c2 (H O) (k是速率常数， 正 正22 逆 逆2只与温度有关)

37、。30min时，图表数据分析反应正向进行，vv逆，则得到v =k c(CO )/(")"=& c2 (",。)，手 一“ 空 ,反应为放热反应，升高温 正正 22 逆逆 2 k c(C。)/(")逆22度，平衡逆向进行，VU,：V$, k.：增大的倍数k逆增大的倍数。9 .碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：第一步L(g)2I(g)(快反应)第二步 I(g)+N2O(g)-N2(g)+IO(g)(慢反应)第三步 IO(g)+N2O(g)-N2(g)+O2(g)+l2(g)(快反应)实验表明，含碘时N2O分解速率方程V=kc(N2O

38、c(l2)°5 (k为速率常数)。下列表述正确的是A. N?O分解反应中：k值与是否含碘蒸气无关B.第二步对总反应速率起决定作用C.第二步活化能比第三步小D. IO为反应的中间产物答案：BD解析：A.碘蒸气存在能大幅度是高N：O的分解速率，根据题中信息k为有碘蒸气存在时的Nq 分解速率的速率常数，若没有碘存在，k就没有意义了，因此k的取值与碘蒸气有关，故A错误； B.第二步反应慢，所以对总反应速率起决定作用，故B正确;C.第二步反应比第三步反应慢，说明第 二步活化能大，故C不正确；D从总反应2N2(Xg)=2N2(g)+O2(g)来看IO在反应前没有、反应后也 没有，故其为反应的中间

39、产物，故D正确。10 . (1)已知2NO(g)+O2(g)i-2NO2(g)AH的反应历程分两步：2NO(g)、N2(D2(g)(快)曰0, viki ud(NO), vi 迺=的.2例2。2)N2O2(g)+O2(g) T_，2NO2(g)(慢)H20, V2iE=k2 正c2(N2O2)C(C2), V2 ffi=k2 « C2(NO2) 比较反应的活化能E,与反应的活化能E2的大小:E.E2 (填“”或u")其 判断理由是(2)2NO(g)+O3(g)x2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数ki#、ki迪、k?”：、k?送的关系式为;已知反应速率常数k随温度升

40、高而增大，若升高温度后k2 #：、k2迪分别增大a倍和b倍，则a b (填“>”、或")；一定条件下，2NO(g)+Ch(g) %NO2(g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后V2正 较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是答案：(1)V活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢(2)k12 M(kl迪.k2 G< 温度升高，反应、的平衡均逆移，由于反应的速率大,导致c(N2C)2)减小且其程度大于k2 ":和cQ)增大的程度，使三者的乘积即V2 ”碱小解析：(1)活化能越低，反应速率越快，为快反应，为慢反应，则活化能大小为e,<e2(判

41、断理由是：活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢。(2)2NO(g)+O2(g)<"2NC)2(g)的平衡常数 K=c2(NO2)/c(O2)c2(NO),反应达到化学平衡时，v ,l;=v 逆，所以 kl#c2(NO)=k|ijc2(N2O2), k2#c2(N2O2>C(O2)=k2 地c2(NO2),则有如击水2正e1迎入2逆=/(丝)吧) /(叱)=&反应速率常数k随温度升高而增大，反应为放热反应， 0 )c2 (NO)/ (NO ) c(O )c2 (NO) 22 22温度升高不利于反应正向进行，则V正<v/ 所以若升高温度后k2正、k

42、2说分别增大a倍和b倍，则a <b,反应为快反应，温度升高，两个反应均逆向移动，体系中c (N2O2)降低，影响V2U；,导致V2iE 减小，可以解释为：温度升高，反应、的平衡均逆移，由于反应的速率大，导致c (N2O2)减小 且其程度大于k2M和C (02)增大的程度，使三者的乘积即V2 ,E减小；11 .利用“合成气”合成甲醇后，甲醇脱水制得二甲醛的反应为：2cH30H (g) ,CH30cH3 (g) + H2O (g) AH,其速率方程式为：vE=k,r-c2 (CH3OH), V逆=kc (CH3OCH3) c (H2O), kiE、k逆为速率常数且只与温度有关。经查阅资料，上

43、述反应平衡 状态下存在计算式：皿。=-2.205+竺8竺1(代为化学平衡常数：T为热力学温度，单位为K)。T反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 k逆增大的倍数(填“>”、"V”或“=”)。答案：<解析：温度升高，InKc减小，Kc减小，说明升高温度，平衡逆向移动，故升高温度，k“：增大 的倍数小于k期增大的倍数：12 .肌肉中的肌红蛋白(Mb)与02结合生成Mb。？，其反应原理可表示为：MbSq) + O(g)JMbO(aq),该反应的平衡常数可表示为：KC(Mb°2)»在37 C条件下达到平衡时，22 c(Mb)p(O2)生成的c(MbO2)

44、测得肌红蛋白的结合度(a)与p(O2)的关系如图所示a=初始的c(Mb)xl°°%。研究表明正反应速率 v 1E=k li：-c(Mb) p(O2),逆反应速率v a=k逆c(MbC)2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率 常数)。p(O2)/kPa(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=(用含有卜正、k逆的式子 表示)。(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K=o已知k折60s ;则速率常数k 正=s 'kPa 1 oki-：答案：(1 仁 (2)2 120解析：可逆反应达到平衡状春时，VE=v逆，由于V iE=k EC(Mb&g

45、t;p(O2), v逆=k ®c(MbC)2), k止所以 k c(Mb)- p(O )=k c(MbO ) c(MbQz),而反应 Mb(aq)+O (g)、MbO (aq)的平衡正2 邂 2 女逆一 c(Mb) p(O2)22常数蝠。c(Mbp(C)2)-k 逆(2)将c点时，p(O2)=4.5 kPa,肌红蛋白的结合度(a)是90%带入平衡常数表达式中可得K= c(MbCh)Q.9kj£ K=2, k =60 s) 代入该式子，可得 k =K-k =2x60一Z; Kc(Mb) p(O) (1 0.9)x4.5=，由于 逆正 逆2k逆s '-kPa '

46、 = 120s '-kPa 1«13. 2NO(g)+O2(gK=t2NC)2(g)的反应历程如下：反应I： 2NO(g).(快)AHi<0V! iE=ki fl.-c2(NO), v,a=k,®-c(N2O2)；反应 H： N2C)2(g) + O2(g尸=2NC)2(g)(慢)AH2<0 V2 E=k2 E-C(N2O2)-C(O2), v2 a=k2is-cNOs).一定条件下，反应2NO(g)+Ch(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K=(用含ki正、灯逆、1<2正、k2迹的代数式表示)。反应I的活化能E：(填"V或&quo

47、t;=")反应0的活化 能Eu。已知反应速率常数k随温度升高而增大，则升高温度后k2 f增大的倍数 k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于答案：ki®k2正k2/小于解析：(1)由反应达平衡状态，所以V1 ,E = V1逆、V2# = V2iS,所以V| fV2i£ = Vl a>-V2 it,即 ki 心c2(NO>k2®c(N2O»c(O2)=ki.c(N2O2>k2逆c (NCh)，则有：K= 2，叱叱=&也正;C (NO)XC(O2) kliE-k2i£因为决定ZNOO+CMglkNOMg)速率

48、的是反应II ,所以反应I的活化能E远小于反应II的活化能Eh o(2)反应2NO(g)+O2(g)、2NO2(g)为放热反应，温度升高，反应I、1的平衡均逆向移动，由于反应I的速率大，导致C(N2C)2)减小且其程度大于0f和C。)增大的程度，即k随温度升高而增大, 则升高温度后k2 “增大的倍数小于k2逆增大的倍数。14. CH4CO2 催化重整反应为 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH=247kJ mol-'反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下 表：积碳反应CHi(g)C(s) 1 2II：(g)消碳反应C()

49、?(g) iC(s)"()(9AH kJ mol 175172活化能催化剂X3391kJ rml 1催化剂Y4372在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k p(CH4)lp(CO2)-°5(k为速率常 数)。在P(CHQ一定时，不同p(CC>2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则Pa(CO2)、Pb(CO2)、Pc(CO2) 从大到小的顺序为。04 K 12 16反应时间/min 答案：Pc(CO2)>Pb(CO2)>Pa(CO2)解析：由速率方程表达式v = kp(CHOp(CO2)°5可知，V与p(CO2)成反比例关系，p

50、(CO2)越大，反应速率越小，所以 pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2).15. (l)Na2sO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段，贫氧区速率方程为v=k-c，(SQ 6腌区反反迷"，: v=k c(S0 2-) c(O ) k 为常数” §?当溶解氧浓度为4.0mg/L,此时Na2sCh的氧化位于贫氧区时，aSO.3)与速率数值关系如下表 所示，则a=。c(SO32jxl0 '3.655.657.311.65VxlO610.224.540.8104.4由富氧区速率方程v=k-c(SO，>c(O2)，当其他条件不变时，SO32 O斑浓度分

51、别增大为原来 的2倍，反应速率为原来的 倍。E(2)两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知In( &尸(V 1 ,R为常数，则Ea（富氧区）（填或y"）Ea（贫氧区）。反应阶 段速率方程k(297.9K)/k(291.5K)富氧区v=kc(SO32jc(O2)1.47贫氧区v=kca(S0.rjcb(02)2.59答案：（1） 24（2） <解析：（1）利用表中数据，3.65与7.3,根据反应常数k不变及贫氧区速率方程可得10.2 =40.8 ,解的 =2；3.650 7.3a根据富氧区速率方程v=k-c（SQ2-»c<°&

52、gt;'2SO2-,。的浓度分别增大为原来的2倍，k不变，则速率v 为原来的4倍:k2ky随Ea的增大而增大，富氧区中的值小于贫氧区'则Ea（富氧区）<艮（贫氧区）;16. 8111"术和口於”011研究了反应2植）+（：0信）（：002值）的动力学，获得其速率方程丫 = kc（C12）产2c（CO）F，k为速率常数（只受温度影响），m为CO的反应级数。该反应可认为经过以下反应历程：第一步：Q2kV2C1快速平衡第二步：C1 + CO=COC1快速平衡第三步：COC1 + Cl2>COC12 + Cl慢反应下列表述正确的是 （填标号）。A. COC1属于反

53、应的中间产物B.第一步和第二步的活化能较高C.决定总反应快慢的是第三步D.第三步的有效碰撞频率较大在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速度如下：实验序号c(C12)/molL-'c(CO)/molL-'v/molL's-110.1000.1001.2x1 O-220.0500.1004.26x10-330.1000.2002.4X10240.0500.0502.13xW3CO的反应级数m=,当实验4进行到某时刻，测得c（C12）= 0.010 molLL 则此时的反应速率v=mol-L '-s-1 （己知：而靠0.32）。答案：AC 13.8x10-5解

54、析：A.根据反应历程，C0C1属于反应的中间产物，故A正确；B.第一步和第二步反应 能够快速达到平衡，说明反应容易进行，反应的活化能较低，故B错误；C.反应的快慢由最慢的反 应决定，因此决定总反应快慢的是第三步，故C正确；D.第三步的反应较慢，说明有效碰撞频率 较小，故D错误；速率方程v = kc(Cl2)3/2 c(CO)m,根据表格数据，当c(Cb)不变时，c(CO)增大1倍，反应速率增1.2大1倍，说明v与c(CO)的一次方成正比，m=l,则1.2x10-2= k(o.ioo)3/2(o/oo)i,因此当k=-?=, 5/0.11.2因此当 c(Cl) = 0.010 mol-L1, v

55、 =-j= x(0.0100)3/2 (O.OlOOj'mol-L '-s-1 =3.8xl0-5 mol L ' s1.17. (1)一步完成的反应称为基元反应，只由基元反应构成的化学反应称为简单反应，两个及以上 基元反应构成的化学反应称为复杂反应，复杂反应的速率取决(等)于慢的基元反应速率。基元反应 aA+bB=cC+dD的速率方程为v=k-ca(A)d(B),其中k为速率常数。已知反应NCh+CONO+CO?,在不 同温度下反应机理不同。温度高于490K时，上述反应为简单反应，请写出其速率方程。温度高于520K时，该反应是由两个基元反应构成的复杂反应，其速率方程v

56、=k.c2(NO2),已 知慢的基元反应的反应物和产物为NO、NO?、NCh,用方程式表示反应历程。第一步： (慢反应)。第二步： (快反应)。(2)N2O4(g) 2NO2(g) AH =+57 kJ-moL该反应是高中和大学化学学习的经典素材。TiK时，向1L真空容器中加入ImolNzCU ,达到平衡时NCh的平衡产率为20%,则该温度下 的平衡常数K=，达到平衡时吸收的热量为 kJo某温度下，该反应达到平衡，NO?与N2O4的混合气体总压强为lOOKPa,密度为同状态下氢气密度的34.5倍，平衡常数K产 KPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。若 v(N2O4)=krc(N2O4)v(NO

57、2)=k2 c(NO2), T2 温度下，若 ki=k2 ,贝ij T2 Ti(填“高于”或“低于复杂反应2NO(g)+O2(g)=2NC>2(g)由两个基元反应构成，2NO(g)=N2O2(g)(快速平衡)NQCg) +Ch(g)=2NO2(g)(慢反应)，已知快反应为放热反应，其正、逆反应速率常数分别为ki和kz慢反应 正、逆反应速率常数分别为k和匕。若v ,1：=k c2(NO) c(O2)则k= (用 ki、k2、k3 表示)；答案：(l)v=kc(NO2) c(CO) 2NO2=NO+ NO3 NO3+2CO=NO+CO2(2)0.211.450 高于 (3)K=kikVk2解析：(1)基元反应aA+bB=cC+dD的速率方程为v