高中化學(xué) 加練 第十一章　微題型91　速率常數(shù)的分析與計(jì)算

微題型91速率常數(shù)的分析與計(jì)算(1~3題，每小題8分，4~5題，每小題9分，共42分)1.(2025·全國模擬預(yù)測(cè))2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的速率方程為v=kcn(H2O)，其中v為凈反應(yīng)速率；k為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑、固體接觸面積有關(guān)，與濃度無關(guān)；n為該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)，可以為正數(shù)、0、負(fù)數(shù)。已知反應(yīng)物起始濃度消耗一半的時(shí)間叫半衰期，H2O(g)在某催化劑表面上反應(yīng)得到的數(shù)據(jù)如表。下列說法正確的是()t/min0102030405060c(H2O)/(mol·L-1)0.300.250.200.150.100.050A.該反應(yīng)的速率常數(shù)為0.05mol·L-1·min-1B.其他條件不變，壓縮體積增大壓強(qiáng)后，凈反應(yīng)速率無明顯變化C.若起始反應(yīng)物濃度為0.60mol·L-1，半衰期不變D.使用Mg粉吸收O2，可使平衡正向移動(dòng)，提高H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率答案B解析分析表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率與水蒸氣濃度無關(guān)，是一個(gè)恒速反應(yīng)，所以n=0，v=k，計(jì)算可得v=k=0.005mol·L-1·min-1，A錯(cuò)誤；壓縮體積增大壓強(qiáng)，雖然水蒸氣濃度增大，但是凈反應(yīng)速率與水蒸氣濃度無關(guān)，故凈反應(yīng)速率無明顯變化，B正確；設(shè)起始反應(yīng)物濃度為cmol·L-1，半衰期t=c2v=c2k，可知半衰期與起始濃度成正比，表中起始反應(yīng)物濃度為0.30mol·L-1，半衰期為30min，若起始反應(yīng)物濃度為0.60mol·L-1，則半衰期為60min，2.丙酮的溴代反應(yīng)(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)的速率方程為v=kcm(CH3COCH3)·cn(Br2)·cp(HCl)，其中k為速率常數(shù)，與溫度有關(guān)；“m+n+p”為反應(yīng)級(jí)數(shù)。某溫度時(shí)，獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號(hào)初始濃度c/(mol·L-1)溴顏色消失所需時(shí)間t/sCH3COCH3HClBr2①0.800.200.0010200②1.600.200.0010100③0.800.400.0010100④0.800.200.0020400分析該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論錯(cuò)誤的是()A.增大c(Br2)，能延長溶液顏色消失的時(shí)間B.實(shí)驗(yàn)②和③的平均速率相等C.實(shí)驗(yàn)①在200s內(nèi)的平均速率v(CH3COCH3)=0.004mol·L-1·s-1D.反應(yīng)級(jí)數(shù)為2答案C解析實(shí)驗(yàn)①④中的丙酮和HCl的濃度是相同的，而實(shí)驗(yàn)④中的溴的濃度比實(shí)驗(yàn)①的大，溴顏色消失所需時(shí)間變長，說明增大c(Br2)能延長溶液顏色消失的時(shí)間，A正確；對(duì)比實(shí)驗(yàn)②和③的數(shù)據(jù)，c(Br2)相等，溴顏色消失所需的時(shí)間也相等，所以溴的反應(yīng)速率是相等的，B正確；實(shí)驗(yàn)①在200s內(nèi)的平均速率v(CH3COCH3)=v(Br2)=0.001mol·L-1200s=5×10-6mol·L-1·s-1，C錯(cuò)誤；對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②的數(shù)據(jù)可知，②中CH3COCH3的濃度是①的2倍，速率也是①的2倍，則m=1，對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和③的數(shù)據(jù)可知，③中HCl的濃度是①的2倍，速率也是①的2倍，則p=1，對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④的數(shù)據(jù)可知，④中Br2的濃度是①的2倍，溴顏色消失所需時(shí)間為①的2倍，則n=0，m+n+p=2，反應(yīng)級(jí)數(shù)為3.(2025·張家界模擬)在某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的SO2(g)和Cl2(g)，發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)，該反應(yīng)的速率方程：v正=kc(SO2)·c(Cl2)，其中k為速率常數(shù)，已知速率常數(shù)與反應(yīng)活化能(Ea，單位為kJ·mol-1)、溫度(T，單位為K)的關(guān)系式為Rlnk=-EaT+C(R、C為常數(shù))，-Rlnk與催化劑、1T的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(A.降低溫度會(huì)導(dǎo)致速率常數(shù)k增大B.催化劑A的催化效果比催化劑B的好C.使用催化劑B時(shí)：150kJ·mol-1<Ea<200kJ·mol-1D.依據(jù)反應(yīng)體系中SO2體積分?jǐn)?shù)不變，可確定該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)答案C解析根據(jù)關(guān)系式：Rlnk=-EaT+C，降低溫度，T減小，k減小，A錯(cuò)誤；相同溫度(1T相同)時(shí)，催化劑B對(duì)應(yīng)的-Rlnk更小，即k更大，反應(yīng)速率更快，催化效果更好，B錯(cuò)誤；初始SO2和Cl2物質(zhì)的量相等，反應(yīng)中按物質(zhì)的量為1∶1消耗，平衡時(shí)SO2體積分?jǐn)?shù)=n-x2(4.室溫下，某溶液中初始時(shí)僅溶有等物質(zhì)的量的M和N，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)+N=X+Z；②M+N=X+Y(產(chǎn)物均易溶)。反應(yīng)①的速率v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中M和Z的濃度隨時(shí)間變化如圖。下列說法正確的是()A.反應(yīng)過程中，體系中Y和Z的濃度之比逐漸減小B.0~30min內(nèi)，M的平均反應(yīng)速率約為6.7×10-4mol·L-1·min-1C.若反應(yīng)能進(jìn)行完全，則反應(yīng)結(jié)束時(shí)37.5%的N轉(zhuǎn)化為YD.反應(yīng)的活化能：①>②答案C解析由圖可知，M的起始濃度為0.5mol·L-1，反應(yīng)①的速率v1=k1c2(M)，反應(yīng)②的速率v2=k2c2(M)，k1、k2為速率常數(shù)，則同一反應(yīng)體系中反應(yīng)①、②的速率之比始終不變，所以Y、Z的濃度之比始終不變，A錯(cuò)誤；由圖可知，30min時(shí)Δc(M)=0.5mol·L-1-0.300mol·L-1=0.2mol·L-1，M的平均反應(yīng)速率為0.2mol·L-130min≈6.7×10-3mol·L-1·min-1，B錯(cuò)誤；①M(fèi)+N=X+Z，②M+N=X+Y，則體系中始終有c(Y)+c(Z)=Δc(M)，30min時(shí)，c(Z)=0.125mol·L-1，則c(Y)=0.2mol·L-1-0.125mol·L-1=0.075mol·L-1，即反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比為0.075mol·L-1∶0.125mol·L-1=3∶5，當(dāng)反應(yīng)能進(jìn)行到底時(shí)，c(Y)+c(Z)=0.5mol·L-1，則c(Z)=53+5×0.5mol·L-1=0.3125mol·L-1，c(Y)=33+5×0.5mol·L-1=0.1875mol·L-1，反應(yīng)結(jié)束時(shí)N轉(zhuǎn)化為Y的轉(zhuǎn)化率為0.1875mol·L-10.5mol·L-1×100%=37.5%，C正確；30min時(shí)，v(Y)∶v(Z)=Δc(Y)∶Δc(Z)=3∶5，即v(Y)<v(Z)5.(2025·長沙模擬)由X合成T的過程如圖。某溫度下，保持體系中L濃度恒定，向恒容反應(yīng)器中加入10mol·L-1X發(fā)生圖中系列反應(yīng)。各反應(yīng)的速率方程均可表示為v=k·c(m)·c(n)，其中c(m)、c(n)分別為各反應(yīng)中對(duì)應(yīng)反應(yīng)物的濃度，k為速率常數(shù)(k1~k5分別對(duì)應(yīng)反應(yīng)①~⑤)。已知該溫度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5=100∶21∶7∶4∶23。下列說法正確的是()A.充入惰性氣體(不參與反應(yīng))，使壓強(qiáng)增大能提高各步驟的反應(yīng)速率B.30min時(shí)，若c(X)=6.70mol·L-1，則此時(shí)v(X)=0.011mol·L-1·min-1C.隨T的含量增加，c(D)D.c(T)不發(fā)生變化時(shí)，體系中X的含量一定為0答案C解析恒容條件下，充入惰性氣體(不參與反應(yīng))，壓強(qiáng)增大，但原物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變，A錯(cuò)誤；30min時(shí)，若c(X)=6.70mol·L-1，則Δc(X)=3.30mol·L-1，則前30min內(nèi)，v(X)=Δc(X)Δt=0.11mol·L-1·min-1，B錯(cuò)誤；由k2∶k3∶k4∶k5=21∶7∶4∶23可知，D的生成速率比G的生成速率大，G的消耗速率比D大，則隨T的含量增加，c(D)c(G)增大，C正確；c(T)6.(8分，每空4分)CO2催化加氫制備甲醇可以減少CO2的排放，化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，反應(yīng)的速率常數(shù)k與反應(yīng)溫度T的關(guān)系遵循Arrhenius方程，實(shí)驗(yàn)