2023屆增分小《速率常數(shù)及其應(yīng)用》(解析版)

增分小專題:速率常數(shù)及其應(yīng)用

一、智能補缺、知識拓展

1.速率常數(shù)含義

反應(yīng)速率方程式中的比例常數(shù)k叫做化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)。速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度

皆為1mol-L?時的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。

化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常

數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響，通常反應(yīng)速率常數(shù)越

大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時的

反應(yīng)速率。

2.速率方程

一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計量數(shù)為指數(shù)的基的乘積成正比。

對于反應(yīng)：aA(g)+bB(g),——*gG(g)+hH(g)

貝心正=匕^聞心6)(其中卜正為正反應(yīng)的速率常數(shù)),丫逆=14逆哂6)砥田(其中1＜逆為逆反應(yīng)的速率常數(shù))。

2

如反應(yīng)2NO2(g)?=*2NO(g)+O2(g)，vjE=kJE-c(NO2),va=k^(NOXO,)..

3.速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系

一定溫度下，可逆反應(yīng)：aA(g)+bB(g)==?gG(g)+hH(g),達(dá)到平衡狀態(tài)時，v正=1＜北⑴0⑻，v逆

,LFZ*-L,.kmc8(G)-ch(H)

hH

=kj2-cS(G).c(H),因平衡時VF-V逆，則kjpc“AHB^kircggAc'H),蔡=丁(工)d(B)=K

4.速率常數(shù)的影響因素

溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)是溫度的函數(shù)，同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有

不同的值，但濃度不影響速率常數(shù)。

二、真題再現(xiàn)、辨明考向

例1.(2022年河北卷)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng)的方程式為①X—Y；

②Y=^Z。反應(yīng)①的速率vi=kic(X),反應(yīng)②的速率V2=k2c(Y),式中心、k2為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、

Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的Ink?亍曲線。下列說法錯誤的是

c/(mol-L')

A.隨c(X)的減小，反應(yīng)①、②的速率均降低

B.體系中v(X)=v(Y)+=Z)

C.欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間

D.溫度低于Ti時，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定

答案：AB

解析：由圖中的信息可知，濃度隨時間變化逐漸減小的代表的是X,濃度隨時間變化逐漸增大的代表的

是Z,濃度隨時間變化先增大后減小的代表的是Y；由圖乙中的信息可知，反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增

大的幅度小于反應(yīng)②的。

A.由圖甲中的信息可知，隨c(X)的減小，c(Y)先增大后減小，c(Z)增大，因此，反應(yīng)①的速率隨c(X)

的減小而減小，而反應(yīng)②的速率先增大后減小，A說法錯誤；

B.根據(jù)體系中發(fā)生的反應(yīng)可知，在Y的濃度達(dá)到最大值之前，單位時間內(nèi)X的減少量等于Y和Z的增

加量，因此，v(X)=v(Y)+v(Z),但是，在Y的濃度達(dá)到最大值之后，單位時間內(nèi)Z的增加量等于Y和X的

減少量，故v(量+v(Y)=v(Z),B說法錯誤;

C.升高溫度可以可以加快反應(yīng)①的速率，但是反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的,

且反應(yīng)②的的速率隨著Y的濃度的增大而增大，因此，欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間,

C說法正確；

D.由圖乙信息可知，溫度低于Ti時，ki>k2,反應(yīng)②為慢反應(yīng)，因此，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定，D

說法正確；

例2.(2021年河北高考真題13)室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發(fā)生以下兩個

反應(yīng)：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z,反應(yīng)①的速率可表示為vi二kic2(M),反應(yīng)②的速率可表示為V2=k2c2(M)的、

k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖，下列說法錯誤的是

0.5

0.4

0.3

02

0.1

0102030405060

A.0?30min時間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67xlO-8mol*L^min1

B.反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變

C.如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z

D.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大

答案：A

解析：A.由圖中數(shù)據(jù)可知,30mM時,M、Z的濃度分別為0.300mo卜和0.125mo卜「1，則M的變化

量為0.5mol-L-1-0.300mol-L-1=0.200mol-L-1,其中轉(zhuǎn)化為Y的變化量為0.200mohL-1-0.125mol-L-1=0.075mol-L

一1。因此，而,時間段內(nèi)，的平均反應(yīng)速率為075molL1說法不正確；

0~30Y0-'=0.0025mol-L-i-min-,A

30min

B.由題中信息可知，反應(yīng)①和反應(yīng)②的速率之比為皆，Y和Z分別為反應(yīng)①和反應(yīng)②的產(chǎn)物，且兩者

氏2

與M的化學(xué)計量數(shù)相同(化學(xué)計量數(shù)均為1),因此反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比等于口，由于

k2

ki、k2為速率常數(shù)，故該比值保持不變，B說法正確；

C.結(jié)合A、B的分析可知因此反應(yīng)開始后，在相同的時間內(nèi)體系中Y和Z的濃度之比等于

因此，如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時有的轉(zhuǎn)化為乙即的轉(zhuǎn)化

^L=0.075moUL'gM62.5%M

女20.125mol.LJi58

為Z,C說法正確；

D.由以上分析可知，在相同的時間內(nèi)生成Z較多、生成Y較少，因此，反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率較小，

在同一體系中，活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快，故反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，D說法正確。

綜上所述，相關(guān)說法不正確的只有A,故本題選A。

例3.(2021年1月八省聯(lián)考河北)一定條件下，反應(yīng)H?(g)+Br式g尸2HBr(g)的速率方程為

v=kc“(H2)cP(BrJc'(HBr),某溫度下，該反應(yīng)在不同濃度下的反應(yīng)速率如下:

c(H2)/(mol-L')c(Br2)/(molL')c(HBr)/(molL')反應(yīng)速率

0.10.12V

0.10.423v

0.20.4216v

0.40.142v

0.20.1c4V

根據(jù)表中的測定結(jié)果，下列結(jié)論錯誤的是()

A.表中c的值為4

B.a、1V的值分別為1、2、-1

C.反應(yīng)體系的三種物質(zhì)中，BRg)的濃度對反應(yīng)速率影響最大

D.在反應(yīng)體系中保持其他物質(zhì)濃度不變，增大HBr(g)濃度，會使反應(yīng)速率降低

答案：AB

解析：速率方程為v=kca(HjcP(Br2)cXHBr),將此、Br2>HBr和速率都帶入到速率方程可以得到，

①v=kx0.1"x0.Fx2丫、②8v=kx0.1ax0.4px2丫、③16v=kx0.2ax0.4°x2丫、④2v=kx0.4ax0.Fx下、

33

由①②得到芹一，②③得到a=l,①④得到丫=-1,對于4VMKOZXO.lpcXHBr)與①，將a=l,2一，y=-l

22

代入，解得c=l,由此分析。

A.根據(jù)分析，表中c的值為1,故A符合題意；

3

B.根據(jù)分析，a、伙Y的值分別為1、一、-1，故B符合題意；

2

3

C.由于v=kc“(HjcP(BrJd(HBr),a、B、v的值分別為1、-1.由于速率與Br?(g)和W(g)的濃度

成正比，與HBr(g)的濃度成反比，反應(yīng)體系的三種物質(zhì)中，Bn(g)的濃度對反應(yīng)速率影響最大，故C不符合

題意；

D.由于丫=-1,增大HBr(g)濃度，c'，(HBr)減小，在反應(yīng)體系中保持其他物質(zhì)濃度不變，會使反應(yīng)速率

降低，故D不符合題意；答案選AB。

例4.(2020年全國I卷28節(jié)選)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是

SO2的催化氧化：SO2（g）+*）2（g）型慢媽SCh（g）AW=-98kJ-mol'o回答下列問題：

（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：一〃,）。式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨

溫度r升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，a'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，〃為常數(shù)。在a'=0.90時，將一系列

溫度下的/、a值代入上述速率方程，得到。?/曲線，如圖（c）所示。

n

M8

翅

^6

然4

曲線上。最大值所對應(yīng)溫度稱為該a'下反應(yīng)的最適宜溫度簫。Yfm時，。逐漸提高；0外后，。逐漸下

降。原因是。

答案：（4）升高溫度，&增大使。逐漸提高，但a降低使。逐漸下降。當(dāng)r<fm，%增大對。的提高大于

a引起的降低；當(dāng)f>m，k增大對。的提高小于a引起的降低

a

解析：（4）在4=0.90時，SO2催化氧化的反應(yīng)速率為丫=&（萬而一1）°其（1—090〃）。升高溫度，k增大

使v逐漸提高，但a降低使v逐漸下降。/<之時，憶增大對v的提高大于a引起的降低；加后，k增大對

v的提高小于a引起的降低。

例5.（2020年全國II卷28節(jié)選）天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等煌類，是重要的燃料和

化工原料。

（1）乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）AM，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表

所示：

物質(zhì)

C2H6(g)C2H4(g)H2(g)

燃燒熱A4/(kJ-molI)-1560-1411-286

①AHi=kJ-mol-1,

②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有、。

③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下⑦）發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為呢反應(yīng)的

平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

（2）高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2cH4晅遢-C2H6+小。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r=k

XcCHi,其中％為反應(yīng)速率常數(shù)。

①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為r”甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應(yīng)速率為/'2，則〃=n。

②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是。

A.增加甲烷濃度，r增大B.增加H2濃度，，?增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大D.降低反應(yīng)溫度，k減小

答案：(1)①+137②升高溫度減小壓強(增大體積)③以1+&)XP(2)①1一。②AD

(2+a)(l-a)

解析：(1)①選寫出三種氣體的燃燒熱的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律，△//(=-1560kJ.

mol1—(―1411kJ-mol1)—(―286kJ-moL)=+137kJmol-1..

②C2H(,(g)=C2H4(g)+H2(g)AHi=+137kJ-moF1是一個氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，要提高反應(yīng)物

的轉(zhuǎn)化率，可以采取升高溫度、減小壓強(增大體積)等措施。

③設(shè)容器中通入的乙烷和氫氣均為1mol,則：

C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)”(總)

初始量/mol101

轉(zhuǎn)化量/molaaa

平衡量/mol\—aa1+a2+a

/a1+a

(xp)x(xp)

0_2+a2+aa(l+a)

Kp-x〃°

\-a

-----XD(2+a)(l-a)

2+a

⑵①甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時，“-(l-a)c(CH4)i，則且=紅"上=1-a,即廠2=(1—a)r”②A

對，由速率方程知，甲烷的濃度越大，反應(yīng)越快；B錯，Hz的濃度大小不影響反應(yīng)速率；C錯，反應(yīng)過程

中分人逐漸減小，故c2H6的生成速率逐漸減?。籇對，降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率減小，故k減小。

例6.[2019年天津，7(5)]在1L真空密閉容器中加入amolPH4I固體，f℃時發(fā)生如下反應(yīng)：

PH4I(s)^=*PH3(g)+HI(g)①

4PH3(g)^=±P4(g)+6H2(g)②

2HI(g)=±H2(g)+L(g)③

達(dá)平衡時，體系中〃(HI)=bmoLn(I2)=cmol,n(H2)=6/mol,則f℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K值為

(用字母表示)。

解析：反應(yīng)①生成的"(HI)=體系中〃(HI)+2x體系中〃(L)=3+2c)mol,反應(yīng)②中生成的〃出2)=體系

中"(Eh)—反應(yīng)③中生成的"(Eh)=(d—c)mol,體系中〃(PH3)=反應(yīng)①生成的“(PEh)—反應(yīng)②中轉(zhuǎn)化的n(PH3)

28c—2d8c—2d

=[b+2c-j(d-c)]mol=(/?+—j—)mol,反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=<?(PHs)-c(HI)=(h+—―)b°

例7.(2018年全國m卷節(jié)選)三氯氫硅(SiHCb)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題:

(2)SiHCb在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：

1

2SiHCb(g)=SiH2cb(g)+SiCI4(g)AHi=48kJ-mor

1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)AH2=-30kJmol_

則反應(yīng)的

4SiHCI3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)AH=kJ-mol"^

(3)對于反應(yīng)2SiHCb(g)=SiH2cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K

時SiHCb的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。

1(X)200300400

r/min

①343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率a=%。平衡常數(shù)K343Q（保留2位小數(shù)）。

②在343K下：要提高SiHCb轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可

采取的措施有

③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簈___________辦（填“大于”“小于"或''等于"）。反應(yīng)速率上一。逆=&dsiHJ

一女逆飛出5%〃，3E、心分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計算a處的言=（保

留1位小數(shù)）。

答案：（2）114

⑶①220.02②及時移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強（濃度）③大于1.3

解析：（2）將第一個方程式擴大3倍，再與第二個方程式相加就可以得到第三個反應(yīng)的焰變，所以焙變

為48x3+（-30）=114kJ-mo|-1,

⑶①由圖示，溫度越高反應(yīng)越快，達(dá)到平衡用得時間就越少，所以曲線a代表343K的反應(yīng)。從圖中讀

出，平衡以后反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為lmol/L,得到：

2SiHCI3.■SiH2CI2+SiCI4

起始：100

反應(yīng)：0.220.110.11（轉(zhuǎn)化率為22%）

平衡：0.780.110.11

所以平衡常數(shù)K=0.呼2782=0.02。

②溫度不變，提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分離（兩邊物質(zhì)的量相等，壓強不影響

平衡）?？s短達(dá)到平衡的時間，就是加快反應(yīng)速率，所以可以采取的措施是增大壓強（增大反應(yīng)物濃度）、

加入更高效的催化劑（改進(jìn)催化劑）。

③a、b兩點的轉(zhuǎn)化率相等，可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對應(yīng)相等，③溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點溫度為

343K,b點溫度為323K,故反應(yīng)速率：va>Vb?反應(yīng)速率v=v正一v逆=k^fsiHC%一%跡勺訊,。,如?！箘t有丫

正=&MsiHc%,丫逆=&逆XsiH,ci,XsiCL，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時v正=?/逆，即k正口趾％=上逆飛訊4心口」，

此時SiHCb的平衡轉(zhuǎn)化率a=22%,經(jīng)計算可得SiHCb、SiH2c卜、SiCL的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.78、0.11、

0.11,則有一針0.782=1逆xO.l",左正"迪=0.112/0082=002。a處SiHCb的平衡轉(zhuǎn)化率a=20%,此時SiHCb、

SiH2c12、SiC14的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、0.1,則有V正"逆=/1KWSiHj）/（改逆XsiHcdsici,）3正及

逆siHci,/(尤siH,ci,-^siCL)=O.O2XO.82/O.12~1.3。

例8.（2016年海南高考，16）順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：

f總產(chǎn).正）

TI

HKHW）

順式反式

該反應(yīng)的速率方程可表示為：V（正）=?正）C（順）和V（逆）=左（逆）以反），M正）和4逆）在一定溫度時為常數(shù),

分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：

⑴已知：八溫度下，網(wǎng)正）=0.006sT,?逆）=0.002sr,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K產(chǎn)；該

反應(yīng)的活化能反（正）小于后（逆），則Mi0（填“小于”“等于”或“大于”）。

（2迫溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線是（填曲線編號），平衡常數(shù)

值及=；溫度/2（填“小于等于”或"大于”），判斷理由是

7

答案：（1）3小于（2）B3小于放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動

解析：⑴根據(jù)v（正尸&（正）以順）=0.006s-%（順）和v（逆）=&（逆）c（反）=0002sfc（反），反應(yīng)達(dá)到平衡

時可正）=v（逆），即0.006s-%（順）=0.002s-%（反），則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值&=黯

CX川火）U.UUN

3;該反應(yīng)的活化能￡a(正)小于Ea(逆)，則(正反應(yīng)活化能)一反(逆反應(yīng)活化能)=Ea(正)一Ea(逆)<0。

(2)隨反應(yīng)的進(jìn)行，順-1,2-二甲基環(huán)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少，且變化速率減慢，則順式異構(gòu)體的質(zhì)量

分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線是B；根據(jù)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷反應(yīng)可知，溫度下，平

衡時順-1,2-二甲基環(huán)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是30%,則反-1,2-二甲基環(huán)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是70%,因二者的摩爾

質(zhì)量相同，即反應(yīng)平衡時順-1,2-二甲基環(huán)丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是30%,則反-1,2-二甲基環(huán)丙烷的物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)是70%,代入平衡常數(shù)的表達(dá)式抬=一患因K大于K2,此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫

度平衡向逆反應(yīng)方向移動，得女大于“。

例9.(2015?全國卷I)Bodensteins研究了下列反應(yīng):

2HI(g)=^H2(g)+L(g)

在716K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：

//min020406080120

MHI)10.910.850.8150.7950.784

A(HI)00.600.730.7730.7800.784

(1)根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為。

(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為丫正=&正X2(HI),逆反應(yīng)速率為丫逆=%逆X(H2)X(L),其中ME、％逆為速率常

數(shù)，則k逆為(以K和A"：表示)。若&正=0.0027mirTl在f=40min時，V,E=min

(3)由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到。正?x(HI)和。逆?式出)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時，反應(yīng)

重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點分別為(填字母)。

答案：⑴誓(2)V1.95X103(3)A、E

解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，最終x(HI)均為0.784,

說明此時己達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1molLr,則：

2HI(gL^H2(g)+h(g)

初始/(molLi)100

轉(zhuǎn)化/(moll/i)0.2160.1080.108

平衡/(molL/i)0.7840.1080.108

cH-d0.108X0,108

K-,H2[2=-0.7842-0

y2riT

(2)建立平衡時，=V逆，即左正義用尸左逆X(H2>X(l2)，%逆Y[k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不

Arl2,A12

.-2ITT,,2T_TTk[：

變，故％逆—rk正=苗7~kIE=~77C在40min時，x(HI)=0.85,則v正=0.0027min_1x0.852~1.95xl03min

Arl2,A12Crl2,cl2A

-1

o

(3)原平衡時,x(Hl)為0.784,x(H2)為0.108,二者圖中縱坐標(biāo)均約為1.6(因為平衡時v正=丫逆)，升高溫

度，正、逆反應(yīng)速率均加快，對應(yīng)兩點在1.6上面，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，x(HI)減小(A點符

合)，x(H2)增大(E點符合)。

三、拓展訓(xùn)練鞏固考點

1.(2022屆唐山市上學(xué)期期中)已知2NO+2H2?-*2H2O+N2的速率方程為v正=3：。"例0)/但2),在800℃

下測定了不同初始濃度及正反應(yīng)速率的關(guān)系，數(shù)據(jù)如下表，則下列說法中正確的是

實驗H

c0(NO)/(mol-L')co(H2)/(mol.L)口正

111V

2214v

3122v

42X16v

A.a、［3的值分別為2、1B.表中的x為4

C.降低溫度，"可能增大D.若v博=入°2(周0)。時)，則Kc=l

答案：AB

2.反應(yīng)2NO+CF2NOCI在295K時，其反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的數(shù)據(jù)如下:

c(NO)/(mol-L'1)cfCy/fmol-L1)v(Cl2)/(mol?L』?si)

①0.1000.1008.0X10-3

②0.5000.1002.0X101

③0.1000.5004.0X10-2

注：①反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系式為V(Cl2)=k-cm(NO)cn(Cl2)(式中速率常數(shù)k=Ae&/RT,其中Ea為活化

能，A、R均為大于。的常數(shù)，T為溫度)；②反應(yīng)級數(shù)是反應(yīng)的速率方程式中各反應(yīng)物濃度的指數(shù)之和。下

列說法不正確的是()

A.m=2,n=l,反應(yīng)級數(shù)為3級

111

B.當(dāng)c(NO)=0.200moHAc(CI2)=0.300molL,v(NO)=0.192mol-L-s

C.加入催化劑可以改變反應(yīng)途徑，也可以增大速率常數(shù)k,而加快反應(yīng)速率

D.升高溫度，可以增大反應(yīng)的活化能Ea,從而使速率常數(shù)k增大

答案：D

解析：由表中①③數(shù)據(jù)可知普=(魄J，向由①②組數(shù)據(jù)可知至《鬻＞m=2,

8.0x103

由①數(shù)據(jù)可知k==8.0；

0.1002x0.100

A.據(jù)數(shù)據(jù)分析知m=2,n=l,反應(yīng)級數(shù)為3級，A正確；

121

B.當(dāng)c(NO)=0.200mol?LT,^CD^,SOOmol-L,v(NO)=2v(CI2)=2x8.0xo.200xO.SOOmol-L^s^O.igZmol-L^s,

B正確;

C.催化劑可降低反應(yīng)的活化能，增大活化分子數(shù)目，增大反應(yīng)速率，C正確；

D.升高溫度，活化能不變，D錯誤；

工業(yè)上，可采用還原法處理尾氣中其原理。在化學(xué)上,

3.NO,:2NO（g）+2H2（g）L*N2（g）+2H2O（g）△H<0

正反應(yīng)速率方程式表示為V（正）=k（正卜加例0〉即32）,逆反應(yīng)速率方程式表示為V（逆）=k（逆>CX（N2〉Cy（H2。），其

中，k表示反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，m,n,x,y叫反應(yīng)級數(shù)，由實驗測定。在恒容密閉容器中充入

NO、也，在T°C下進(jìn)行實驗，測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實驗c(NO)/mol-L1c(H2)/mol-L-1v(正)/mol,L-i?min-i

①0.100.100.414k

②0.100.401.656k

③0.200.101.656k

下列有關(guān)推斷正確的是

A.上述反應(yīng)中，正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能

B.若升高溫度，則k（正）增大，k（逆）減小

C.在上述反應(yīng)中，反應(yīng)級數(shù)：m=2,n=l

D.在一定溫度下，NO、出的濃度對正反應(yīng)速率影響程度相同

答案：C

解析：2NO（g）+2H2（g）=^N2（g）+2H2O（g）AH<0,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)熱等于正反應(yīng)活化能與

逆反應(yīng)活化能之差，分析判斷A的正誤：根據(jù)升高溫度，反應(yīng)速率加快分析判斷B的正誤；根據(jù)表格數(shù)據(jù)

知，①、②實驗數(shù)據(jù)比較，可以計算n。①和③比較可以計算m,分析判斷C的正誤；根據(jù)C的計算結(jié)果分

析判斷D的正誤。A.上述反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱等于正反應(yīng)活化能與逆反應(yīng)活化能之差，由此

推知，正反應(yīng)活化能小于逆反應(yīng)活化能，故A錯誤；B.升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，故正、逆反應(yīng)速

率常數(shù)都增大，故B錯誤；C.由表格數(shù)據(jù)知，①、②實驗數(shù)據(jù)比較，,=型==4,故n=l。矍

=2m=L受人=4,則m=2,故C正確；D.由于正反應(yīng)速率表達(dá)式中N。、出的反應(yīng)級數(shù)不相等，所以，

0.414Z:

N。、也濃度對正反應(yīng)速率的影響程度不相同，故D錯誤；故選C。

已知化學(xué)反應(yīng)：①當(dāng)℃時，2②當(dāng)℃時，

4.NO2+CONO+CO2，/<250V=JI-C（NO2）,/>250v=

kc（NC）2>c（CO）。以上兩式中v為反應(yīng)速率，k為速率常數(shù)（一定溫度下為定值）。下列敘述正確的是（）

A.當(dāng)NO2和CO的濃度相等時，升高或降低溫度，反應(yīng)速率不變

B.因反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變，故改變壓強反應(yīng)速率不變

C.增大NC>2的濃度為原來的2倍，反應(yīng)速率一定變?yōu)樵瓉淼?倍

D.當(dāng)溫度低于250℃時，改變CO的濃度，反應(yīng)速率基本不變

答案：D

解析：升高溫度，反應(yīng)速率加快，降低溫度，反應(yīng)速率減慢，A項錯誤；該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不

變，改變壓強，平衡不移動，但反應(yīng)速率對應(yīng)改變，B項錯誤；增大NO2的濃度為原來的2倍，若/>250℃,

根據(jù)v=kc(NO2>c(CO)可知，反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼?倍,C項錯誤；當(dāng)溫度低于250℃時，根據(jù)尸"/(NCh)

可知，一定溫度下，反應(yīng)速率只與c(NO2)有關(guān)，改變CO的濃度，反應(yīng)速率基本不變，D項正確。

5.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2,放出166kJ的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)

式為o=kd"(NO)?c"(H2)伏、加、”待測)，其反應(yīng)包含下列兩步：

出。2(慢)②H2O2+氏=氏快)

①2NO+H2=N2+20(

7℃時測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下：

序號-1-1速率「)

c(NO)/(mol-L)c(H2)/(mol-L)/(molLLmin

I0.00600.00101.8X10-4

110.00600.00203.6X10-4

III0.00100.00603.0X105

IV0.00200.00601.2X10-4

下列說法錯誤的是()

A.整個反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定

B.正反應(yīng)的活化能一定是①〈②

2

C.該反應(yīng)速率表達(dá)式：v=5OOOC(NO)-C(H2)

D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2HiO(g)—664kJmol1

答案：B

解析：A.由①、②兩反應(yīng)知，反應(yīng)過程中反應(yīng)慢的反應(yīng)決定反應(yīng)速率，整個反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決

定，正確；B.反應(yīng)①慢，說明反應(yīng)①的活化能高，正反應(yīng)的活化能一定是①〉②，錯誤；c.比較實驗I、n

數(shù)據(jù)可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，比較實驗m、IV數(shù)據(jù)可知，H2濃度不變，

NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大四倍，據(jù)此得到速率方程：y=h2(NO)c(H2),依據(jù)實驗I中數(shù)據(jù)計算k=

5000,則速率表達(dá)式為v=5000，網(wǎng)0>以112),正確；D.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)中，每生成

7gN2放出166kJ的熱量，生成28gN2放熱664kJ,熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2(Xg)\H

=-664kJ-mol1,正確。

6.f七時，在兩個起始容積都為1L的恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H2(g)+L(g)「*2HI(g)AHO,實驗

測得V正=丫但2)滔耗=丫(12)的桁=&iEC(H2>C(L)；V逆=V(HD灑削=Aj￡f2(HI)。k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下

列說法正確的是()

物質(zhì)的平衡濃

物質(zhì)的起始濃度/(mol/L)

容器度/(mol/L)

C(H2)c(h)c(HI)C(12)

I(恒容)0.10.100.07

H(恒壓)000.8

A.平衡時，容器I與容器H中的總壓強之比為1:5

B.平衡時,容器H中c(L)>0.28mol/L

C./℃時，反應(yīng)H2(g)+L(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K=7-

K逆

D.平衡時，向容器I中再通入0.1mol%、0.1mol卜和0.2molHI,此時v正>丫逆

答案：C

解析：H2(g)+l2(g)=±2HI(g),反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變，容器I、H等溫等體積，則氣體壓強之

比為物質(zhì)的量之比，從投料看，容器n的量為容器I的4倍，故平衡時，容器I與容器n中的總壓強之比

為1:4,A錯誤;結(jié)合反應(yīng)特點和投料看，容器I、II的平衡為等效平衡,則平衡時容器1中c(l2)=0.07mol/L,

II中c(L)=0.28mol/L,B錯誤；平衡時，丫正=丫逆，已知”=v(H2幅和=v(L)削￡=%正以氏乂3)；v?=v(HI)

2

消耗=AMC、2(HI),則平衡時，^,IC(H2)-C(I2)=^?C(HI),貝卜℃時，反應(yīng)H2(g)+b(g>i=^2HI(g)的平衡常數(shù)

(2(141)k\\'

為：K=/口、、2、K=丁,則C正確；平衡時，向容器I中再通入0.1mol氏、0.1molI2W0.2molHI,

C(H2)-C(12)k?逆

等效于增壓，則平衡不移動，此時八E=V逆，D錯誤。

7.某溫度下，在起始壓強為80kPa的剛性容器中，發(fā)生NO的氧化反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)

-2NO2(g)\H,該反應(yīng)的反應(yīng)歷程分兩步進(jìn)行，其速率方程和反應(yīng)過程中能量變化如下:

①2NO(g)==*N2O2(g)ri￡=由""(NO)V\逆=心逆C(N2()2)

②N2(D2(g)+O2(g)2NO2(g)

下列說法正確的是()

A.NO氧化反應(yīng)速率快慢的決定步驟的活化能是￡5—當(dāng)

B.一定溫度下，2NO(g)+Ch(g)2NCh(g)平衡常數(shù)表達(dá)式

KI逆火2逆

C.升高溫度，NO氧化反應(yīng)的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動

該溫度下，將等物質(zhì)的量的和混合反應(yīng)(忽略的平衡轉(zhuǎn)化率為時，

D.NO022NO2N2O4),NO40%

該反應(yīng)的平衡常數(shù)勺=上kPa1

oU

答案：B

解析：整體的反應(yīng)速率取決于慢反應(yīng)，活化能越大，反應(yīng)速率越慢，據(jù)圖可知活化能大的步驟為第二

c2(NO，)

步反應(yīng)，活化能為E4—反，故A錯誤；2NO(g)+O2(g)=^2NO2(g)平衡常數(shù)表達(dá)式K=^(NO)c(。，廠

c(NQ)c2(NO，)

(No)7.(N，O，)[(0，)，而對于反應(yīng)①平衡時正逆反應(yīng)速率相等'即由正〃(NO)=鬲逆C(N2O2)，所

以切=4唱：-=},同理可得反應(yīng)②的平衡常數(shù)以=存,所以長="七=”步,

cr(NO)k\逆c(N2O2)c(O2)依逆逆?依逆

故B正確；據(jù)圖可知該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，所以為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移

動，故C錯誤；設(shè)等物質(zhì)的量的NO和02分別為40mo1,NO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,列三段式有

2NO(g)

+O2(g),2NO2(g)

起始(mol)40400

轉(zhuǎn)化(mol)16816

平衡(mol)243216

剛性容器中氣體的壓強比等于物質(zhì)的量之比，起始?xì)怏w的總物質(zhì)的量為80mo1,壓強為80kPa,則平

衡時O(NQ==kPa1>故

p(NO)=24kPa,p(O2)=32kPa,p(NO2)=16kPa,Kp=(2)^)32^?72(_)D

錯誤。

8.(2023屆湖北"宜荊荊恩"起點考試)環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今社會的熱門問題，而氮的氧化物是大氣污染的主

要物質(zhì)，研究氮的氧化物的反應(yīng)對于減少污染有重要意義。請根據(jù)所學(xué)化學(xué)