反應(yīng)速率及速率常數(shù)的計(jì)算-2024年高考化學(xué)答題技巧含答案

反應(yīng)速率及速率常數(shù)的計(jì)算--2024年高考化學(xué)答題技巧反應(yīng)速率及速率常數(shù)的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率為高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容，分定性和定量?jī)蓚€(gè)方面。定性方面為化學(xué)反應(yīng)速率概念的分析及外界條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率結(jié)果的判斷；定量方面為有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較；近年高考中，化學(xué)常涉及化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)相關(guān)試題。速率常數(shù)雖然在高中教材中未曾提及，但近幾年高考中，對(duì)速率常數(shù)和速率方程的考查成為新寵，此類試題主要考查考生知識(shí)獲取能力、“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，要求考生有較強(qiáng)的信息整理能力，認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)速率是可以調(diào)控的，能夠多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)變化，通過(guò)數(shù)據(jù)分析推理，建立認(rèn)知模型，并運(yùn)用認(rèn)知模型解釋變化的規(guī)律。生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量、平衡時(shí)的物質(zhì)的量(也可以是物質(zhì)的量濃度或同溫同壓下氣體的勤積累·解題技巧解讀一、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算公式的理解對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)=cC(g)+dD(g)①濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不②化學(xué)反應(yīng)速率是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時(shí)速率①反應(yīng)物的平衡量=起始量一轉(zhuǎn)化量。②生成物的平衡量=起始量+轉(zhuǎn)化量。③各物質(zhì)變化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。變化濃度是聯(lián)系化學(xué)方程式、平衡A的轉(zhuǎn)化量為mxmol,容器容積為VL,則有以下關(guān)系：mA(g)+nB(g)=—pC(g)+q平衡/molabb-nx0pxpx0對(duì)于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),其速率方程可表示為v=kc(A)·c(B),a、b稱為反應(yīng)的分級(jí)數(shù)，分別表示物質(zhì)A和B的濃度罕見(jiàn)),若反應(yīng)級(jí)數(shù)為零，則反應(yīng)物的濃度不影響反應(yīng)速率。1.(2023山東卷，20節(jié)選)一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO+H?O=CO?+H?的中間產(chǎn)物是HCOOH。MO+與CH?反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應(yīng)條件相同)進(jìn)行反應(yīng)MO++CH?=M++CH?OH,結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是 時(shí)間/s HSHS轉(zhuǎn)化率/%M+L==ML研究組用吸收光譜法研究了上述反應(yīng)中M與L反應(yīng)體系。當(dāng)co(L)=1.0×10?mol·L1時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)各H?S熱分解反應(yīng)：2H?S(g)=S?(g)+2H?△H?=170kJ-mol1在1373K、100kPa反應(yīng)條件下，對(duì)于n(H?S):n(Ar)分別為4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H?S-(2)n(HS);n(Ar)=1:9對(duì)應(yīng)圖中曲線_,計(jì)算其在0~0.1s之間，H?S分壓的平均變化率為),在反應(yīng)器中按n(CO?):n(H?)=1:4通入反應(yīng)物，在不同溫度、不同催化劑條件下，反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)，測(cè)得反應(yīng)器中CH?OH、CH?濃度(μmol:L-1)如下表所示催化劑I催化劑Ⅱ在選擇使用催化劑I和350℃條件下反應(yīng)，0~2min生成CH?OH的平均反應(yīng)速率為μmol·L-1.min-1;若某空間站的生命保障系統(tǒng)實(shí)際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件，原因是I.CH?(g)+H?O(g)=—CO(gA.增加CH?(g)用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體量為bmol,則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kx=(寫出含有a、b的計(jì)算式；對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)—pC(g)α=0.90,b=0.65,平衡體系中H?(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)當(dāng)x(CH?OH)=0.10時(shí)，CO?的平衡轉(zhuǎn)化率α=,反應(yīng)條件可能為_(kāi)或x(CH?OH)x(CH?OH)20021022023024025026通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。 溶液中CO?的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),比例系數(shù)為ymol·L1.kPa-1,當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa,大氣中CO?(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H*濃度為mol·L(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO?的電離)。(a)CH?(g)+CO?(g)==2CO(b)CO?(g)+H?(g)==CO1反應(yīng)I:2C?Hs(g)+O?(g)==2C?H?(g)+2H?O(g)k實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C?H?)=kp(C?Hg)—kp(C?H?),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為,其理由是分解成氣態(tài)S?,發(fā)生反應(yīng)2S?(g)+CH?(g)=CS?(g)+2H?S(g),某溫度下，若Sg完全分解成氣態(tài)S?。在恒溫密閉容器中，S?與CH?物質(zhì)的量比為2:1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。CHC?H,(g)==CHCH=CH?(g)+H?(g),其平衡轉(zhuǎn)化率為50%,欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%,需要COS(g)+H?O(g)△H>0。在610K時(shí)，將0.1molH?S與0.3molCO?充入2.5L的應(yīng)達(dá)到平衡，平衡時(shí)H?O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.125,用H?O(g)的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(H?O)=。H?S的平衡轉(zhuǎn)化率α=%。CH?OH(g)=CO(g)+2H?(g)△H>0在不同溫度下連續(xù)反應(yīng)20min后，測(cè)得甲醇的轉(zhuǎn)化率α①600℃時(shí)，體系中H?的物質(zhì)的量為mol,0～20min平均反應(yīng)速率v(HCHO)=3.N?O?與NO?之間存在反應(yīng)N?O?(g)—2NO?(g)。將一定量的N?O?放入恒容密閉容器中，在一速率v(CH?)=2×10-6p(CO?)·p?(H?)kPa/s,某時(shí)刻測(cè)得H?O(g)的分壓為20kPa,則該時(shí)刻v(CH?)=kPa/s。5.Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)=H?(g)+I?(g),在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物010上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v遞=k遞x(H?)x(I?),其中k正、k通為速率常數(shù)，CO?(g)+H?(g)=CO(g)+H?O(g)△ C00上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正=k正·x2(CO)·x*(H?),逆反應(yīng)速率v通=k逆x(CH?CH?OH)·x(H?O),其中k正、I111VⅡ211Ⅲ141142在催化劑作用下，測(cè)得RInk與溫度()的關(guān)系如圖1所示。11.(1)已知合成氨反應(yīng)：其中p°為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)，pNH?、pN?、pH?為各組分的平衡分壓，如pNH?=x(NH?)p,p為平衡總壓，x(NH?)為平衡系統(tǒng)中NH?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。若往一密閉容器中加入的N?、H?起始物質(zhì)的量之比為1:3,反應(yīng)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行，NH3的平衡產(chǎn)率為w,則KP=(用含w的最簡(jiǎn)(2)某科研小組向一恒容密閉容器中通入2molCH4、2molCO?,控制適當(dāng)條件使其發(fā)生反應(yīng)：CH?(g)+CO?(g)—2CO(g)+2H?(g)△H=+247kJ-mol-1,測(cè)出CH?的某個(gè)平衡物理量X隨著溫度、壓強(qiáng)的變化如圖所示b點(diǎn)濃度商O.與對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K相比，較大的是②若容器容積為2L,a點(diǎn)時(shí)c(CH?)=0.4mol·L-1,則相應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K=CH,OH的體積分?jǐn)?shù)%程為CH,OH的體積分?jǐn)?shù)%(1)已知反應(yīng)NO?(g)+CO(g)—NO(g)+CO?(g)△H<0,在溫度低于250℃時(shí)是由兩個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，該反應(yīng)的速率方程為y=kc2(NO?),則其兩個(gè)基元反應(yīng)分別為：I.=NO?+ (2)某科研小組測(cè)得380℃時(shí)該反應(yīng)的則該溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k=L·mol1.s表示);當(dāng)CO轉(zhuǎn)化率為20%時(shí)，CH?CHO(g)的分壓p(CH?CHO)=kPa。為各組分的體積分?jǐn)?shù)。在密閉容器中按物質(zhì)的量之比為2:1充入H?和CO,測(cè)得平衡時(shí)混合物中CH?OH(3)一定溫度下，將H?和CO按物質(zhì)的量之比為1:1、1:2和2:1進(jìn)行初始投料。則達(dá)到平衡后，初15.對(duì)于基元反應(yīng)，如aA+bB—cC+dD,反應(yīng)速率v正=k正c(A)·c(B),v=kc(C)·C(D),百分?jǐn)?shù)%百分?jǐn)?shù)%反應(yīng)I:4NH?(g)+5O?(g)反應(yīng)Ⅱ:8NH?(g)+6NO?(g)反應(yīng)Ⅲ:N?(g)+O?(g)=2NO(g)△H?=+對(duì)于基元反應(yīng)IV:2NO(g)+O?(g)2N—CO(g)+H?O(g)△H?=+41kJ-mo時(shí)間/min0_③CO?(g)+3H?(g)=CH?OH(g)+H?O(g)△ ,將等體積的H?O(g)和CO(g)充入恒容密閉容器，反應(yīng)速率v=v處的(2)在T℃時(shí)，向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和1molH?O(g),發(fā)生反應(yīng)①。反應(yīng)相同時(shí)間，測(cè)得各容器中H?O(g)的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖2所示。圖中c點(diǎn)所示條件下，vV逆(3)在四種不同的容器中發(fā)生反應(yīng)③,若初始溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物用量均相同，則CO?的轉(zhuǎn)化率最高的20.氧化亞氮(N?O)是一種強(qiáng)溫室氣體，且易轉(zhuǎn)換成顆粒污染物。研究氧化亞氮分鍵斷裂時(shí)分別需要吸收945kJ、498kJ的能量，則1molN?O(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量為 0①在0～20min時(shí)段，反應(yīng)速率v(O?)為molL-1.min-②若N?O起始濃度cn為0.150mol·L-1,則反應(yīng)至30min時(shí)N?O的轉(zhuǎn)化率α=_,比較不同起b.第一步對(duì)總反應(yīng)速率起決定作用d.I?濃度與N?O分解速率無(wú)關(guān)21.減少污染、保護(hù)環(huán)境是人們關(guān)注的最主要問(wèn)a.NaHSO?b.Na?CO?c.CaCl?A.c(NH?):c(NO)=2:3B.n(NH?):n(N?)C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變D.容器內(nèi)混合氣體的密度不變E.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變F.1molN—H鍵斷裂的同時(shí)，生成2molO—H鍵;0生成以的轉(zhuǎn)化市(5)某研究小組將2molNH?、3molNO和一定量的O?充入3L密閉容器中，在Ag?O催化0生成以的轉(zhuǎn)化市溫度/K溫度/K①有氧條件下，在10min內(nèi)，溫度從420K升高到580K,此時(shí)段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=②在有氧條件下，溫度580K之后NO生成N?的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是22.氮氧化物是形成霧霾的重要原因之一，綜合治理氮氧化物，還自然一片藍(lán)天?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在催化劑作用下，甲烷可還原氮氧化物。已知：則CH?(g)+4NO(g)=2N?(g)(2)已知Cl?可與NO作用：2NO(g)+Cl?(g)□2CINO(g)△H<0,反應(yīng)的速率方程式為v=k正c2(NO)-c(Cl?),v=k延c2(C②某溫度條件下，向1L恒容密閉容器中加入2molNO和1molCl?,測(cè)得初始?jí)簭?qiáng)是平衡時(shí)壓強(qiáng)的1.2倍。則該溫度下平衡常數(shù)K=_。若平衡時(shí)壓強(qiáng)為p,則Kk=(用p表示)條件下測(cè)得NO的殘留率與溫度關(guān)系如圖所示<0.研究表明不同數(shù)氮比①指出氨氮比m、m、ma的大小關(guān)系②隨著溫度不斷升高，NO的殘留率趨近相同的可能原因是(4)利用Au/Ag?PO?光催化去除氮氧化物(O?將氮氧化物氧化為NO?),研究表明，不同Au的負(fù)載量與氮氧化物的去除效果、催化去除速率常數(shù)(用k表示，其他條件不變時(shí)，速率常數(shù)越大，速率越大)大小的關(guān)系分別用如圖1、圖2表示。已知：催化劑的活性與其表面的單位面積活性位點(diǎn)數(shù)有關(guān)①綜合圖1、圖2可知催化效果最佳的是(填催化劑)。②圖2中表面隨著Au的負(fù)載量不斷增加，反應(yīng)速率常數(shù)先增大后減小，試分析反應(yīng)速率常數(shù)減小的原 o(2)工業(yè)上常采用CO?和H?為原料合成乙醇，某實(shí)驗(yàn)小組將CO?(g)和H?器中CO?的濃度隨溫度T的變化如圖1所示，上述反應(yīng)的pK(pK=-lgK,K表示反應(yīng)平衡常數(shù))隨溫度T的變化如圖2所示。圖1圖2②在T?~T?及T4～T?兩個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)，容器中CO?(g)的濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢(shì)，其原因是④圖2中當(dāng)溫度為T時(shí)，pK的值對(duì)應(yīng)A點(diǎn)，則B、C、D、E四點(diǎn)中表示錯(cuò)誤的是⑤乙烯氣相直接水合法過(guò)程中會(huì)發(fā)生乙醇的異構(gòu)化反應(yīng)：C?H?OH(g)□□CH?OCH?(g)△H=+50.7③2(NH?)?SO?(aq)+O?(g)=2(NH?)?SO?(aq)△H=ckJ·mol-1kJ-mol-l。(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。(2)SO?可被NO?氧化：SO?(g)+NO?(g)□□SO?(g)+NO(g)。當(dāng)溫度高于225℃時(shí)，反應(yīng)速率v=k進(jìn)與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為溫度/℃=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算。分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))MPaI.工業(yè)上主要采用乙烯直接水合法(CH?=CH?+H?O→CH?CH?OH)制乙醇。(1)在磷酸/硅藻土催化劑作用下，乙烯進(jìn)行氣相水合的反應(yīng)機(jī)理大致如下：iii.CH?CH?OH??+H?O=CH?CH?OH隨著反應(yīng)進(jìn)程，該過(guò)程能量變化如圖所示反應(yīng)進(jìn)程下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(填標(biāo)號(hào)，下同)a.該反應(yīng)過(guò)程中i~iii步均釋放能量b.第i步反應(yīng)的活化能最大，決定總反應(yīng)速率c.CH?CH?*和CH?CH?OH?*是反應(yīng)的中間產(chǎn)物I.工業(yè)用二氧化碳加氫可合成乙醇：2CO?(g)+6H?(g)→C?H?OH(g)+3H?O(g)。保持壓強(qiáng)為5MPa,向密閉容器中投入一定量CO?和H?發(fā)生上述反應(yīng)，CO?的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比，的關(guān)系如(1)投料比由大到小的順序?yàn)?2)若投料比m=1,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，下列說(shuō)法不能作為反應(yīng)是否達(dá)平衡判據(jù)的是a.容器內(nèi)氣體密度不再變化b.容器內(nèi)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化c.CO?的體積分?jǐn)?shù)不再變化d.容器內(nèi)不再變化e.斷裂3NA個(gè)H—H鍵的同時(shí)生成1.5NA個(gè)水分子(3)若m?=3,則A點(diǎn)溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的數(shù)值為_(kāi)(K?是以分壓表示的平衡常點(diǎn)對(duì)應(yīng)起始反應(yīng)物置于某剛性密閉容器，則平衡時(shí)CO?的轉(zhuǎn)化率 26.已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N?O?(g)=—2NO?(g)△H>0k只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10,則k=k逆。升高溫度，k正增大的倍數(shù) 27.對(duì)于基元反應(yīng)，如aA+bB=cC+dD,反應(yīng)速率v正=k正·c(A)·c(B),v逆=k迎·c^(C)·C(Dk進(jìn)是取決于溫度的速率常數(shù)。對(duì)于基元反應(yīng)2NO(g)+O?(g)—2NO?(g),在653K時(shí)，速率常數(shù)k=2.6×103L2.mol~2.s~1,k(1)計(jì)算653K時(shí)的平衡常數(shù)K=(2)653K時(shí)，若NO的濃度為0.006mol·L-1,O?的濃度為0.290mol-L-1,則正反應(yīng)速率為_(kāi)mol·L28.利用“合成氣”合成甲醇后，甲醇脫水制得二甲醚的反應(yīng)為：29.(1)已知2NO(g)+O?(g)=2NO?(g)△H的反應(yīng)歷程分兩步： ;已知反應(yīng)速率常數(shù)k隨溫度升高而增大，若升高溫度后k2、k2分別增大a倍和b倍，達(dá)平衡后，升高到某溫度，再達(dá)平衡后v?較原平衡減小，根據(jù)上述速率方程分析，合理的解釋是30.2NO(g)+O?(g)—2NO?(g)的反應(yīng)歷程由兩步基元反應(yīng)組成，相關(guān)信息如下(E為活化能，v為反N?O?(g)-→2NO(g)E?=205kJ/molv=k-?c(N?O?)N?O?(g)+O?(g)-2>2NO?(g)E?=82kJ/molv=k?c(N?O?則2NO(g)=N?O?(g)△H?=kJ·mol-1,其平衡常數(shù)K與上述速率常數(shù)ki、k?的關(guān)系式為N20轉(zhuǎn)化率/N20轉(zhuǎn)化率/31.在容積均為1L的密閉容器A(起始500℃,恒溫)、B(起始500℃,絕熱)兩個(gè)容器中分別加入0.1molN?O、0.4molCO和相同催化劑。實(shí)驗(yàn)測(cè)得A、B容器中N?O的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。乙32.甲烷水蒸氣的重整反應(yīng)是工業(yè)制備氫氣的重要方式，其化學(xué)反應(yīng)方程式為CH?(g)+H?O(g)=—了熱力學(xué)計(jì)算，反應(yīng)平衡體系中H?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比、平衡溫度的關(guān)系如圖所示。據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)可知，平衡溫度為900℃,水碳比為1.0時(shí)，H?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6,CH?的轉(zhuǎn)化率為 ,其壓強(qiáng)平衡常數(shù)為_(kāi);反應(yīng)速率方程為v=kp(CH?)p1(H?),此時(shí)反應(yīng)速33.Burns和Dainton研究了反應(yīng)Cl(g)+CO(g)—COCl?(g)的動(dòng)力學(xué)，獲得其速率方程v=A.COCl屬于反應(yīng)的中間產(chǎn)物B.第一步和第二步的活化能較高實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234CO的反應(yīng)級(jí)數(shù)m=,當(dāng)實(shí)驗(yàn)4進(jìn)行到某時(shí)刻，測(cè)得c(Cl?)=0.010mol·L-',則此時(shí)34.升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大，但是2NO(g)+O?(g)35.(1)Na?SO?的氧化分富氧區(qū)和貧氧區(qū)兩個(gè)階段，貧氧區(qū)速率方程為v②由富氧區(qū)速率方程v=kc(SO?2)c(O?),當(dāng)其他條件段富氧區(qū)貧氧區(qū)36.一定溫度下，在1L恒容密閉容器中充入一定量C?H?(g)CH?CH?OH(g)△H,測(cè)得C?H圖2 37.航天員呼吸產(chǎn)生的CO?用下列反應(yīng)處理，可實(shí)現(xiàn)空間站中O?的循環(huán)利用。溫度相同(均為350℃),測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如表所示：時(shí)間/min0 38.(1)一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，只由基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為簡(jiǎn)單反應(yīng)，兩個(gè)及以上基元①溫度高于490K時(shí)上述反應(yīng)為簡(jiǎn)單反應(yīng)，請(qǐng)寫出其速率方程基元反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物為NO、NO?、NO?,用方程式表示反應(yīng)歷程。(2)N?O?(g)≈=2NO?(g)△H=+57②T?K時(shí)，向1L真空容器中加入1molN?O?,達(dá)到平衡時(shí)NO?的平衡產(chǎn)率為20%,則該溫度下的平衡體總壓強(qiáng)為100KPa,密度為同狀態(tài)下氫氣密度的34.5倍，平衡常數(shù)Kp=KPa(用平衡分壓代替平(3)復(fù)雜反應(yīng)2NO(g)+O?(g)=2NO?(g)由兩個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成，2NO(g反應(yīng)速率及速率常數(shù)的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率為高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容，分定性和定量?jī)蓚€(gè)方面。定性方面為化學(xué)反應(yīng)速率概念的分析及外界條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率結(jié)果的判斷；定量方面為有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較；近年高考中，化學(xué)常涉及化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)相關(guān)試題。速率常數(shù)雖然在高中教材中未曾提及，但近幾年高考中，對(duì)速率常數(shù)和速率方程的考查成為新寵，此類試題主要考查考生知識(shí)獲取能力、“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，要求考生有較強(qiáng)的信息整理能力，認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)速率是可以調(diào)控的，能夠多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)變化，通過(guò)數(shù)據(jù)分析推理，建立認(rèn)知模型，并運(yùn)用認(rèn)知模型解釋變化的規(guī)律。生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量、平衡時(shí)的物質(zhì)的量(也可以是物質(zhì)的量濃度或同溫同壓下氣體的mA(g)+nB(g)=—pC(g)+q一、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算公式的理解對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)=cC(g)+dD(g)①濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不②化學(xué)反應(yīng)速率是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時(shí)速率①反應(yīng)物的平衡量=起始量一轉(zhuǎn)化量。②生成物的平衡量=起始量+轉(zhuǎn)化量。③各物質(zhì)變化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。變化濃度是聯(lián)系化學(xué)方程式、平衡mA(g)+nB(g)=—pC(g)+q平衡/molabb-nx0pxpx0,即：,即：k巡的關(guān)系5.速率常數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對(duì)于基元反應(yīng)aA(g)+bB(g)-—cC(g)+dD(g),其速率方程可表示為v=kc(A)·c(B),a、b稱為反應(yīng)的分級(jí)數(shù)，分別表示物質(zhì)A和B的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度。分級(jí)數(shù)之和(a+b)則稱為反應(yīng)的總級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)級(jí)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù)可由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到，可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)或零、也可以是分?jǐn)?shù)(反應(yīng)級(jí)數(shù)為負(fù)數(shù)的反應(yīng)及其罕見(jiàn)),若反應(yīng)級(jí)數(shù)為零，則反應(yīng)物的濃度不影響反應(yīng)速率。1.(2023·山東卷，20節(jié)選)一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO+H?O=CO?+H?的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過(guò)程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分子反應(yīng)：I.HCOOHCO+H?O((2)反應(yīng)I正反應(yīng)速率方程為：v=kc(H)·c(HCOOH),k衡常數(shù)為K,當(dāng)HCOOH平衡濃度為xmol·L-1時(shí)，H+濃度為mol·L-HCOOH=HCOO+H平衡濃度(mol·L)X2.(2023·全國(guó)甲卷，28節(jié)選)(2)電噴霧電離等方法得到的M*(Fe*、Co*、Nit等)與O?反應(yīng)可得MO*。MO+與CH?反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應(yīng)條件相同)進(jìn)行反應(yīng)MO++CH?=M++CH?OH,結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是(填“a”或“b”。300K、60s時(shí)MO+的轉(zhuǎn)化率為 時(shí)間/s【解析】(2)根據(jù)圖示信息可知，縱坐標(biāo)表示-Ig即與MO*的微粒分布系數(shù)成反比，與M*的微粒分布系數(shù)成正比。則同一時(shí)間內(nèi)，b曲線生成M+的物質(zhì)的量濃度比a曲線的小，證明化學(xué)反應(yīng)速率慢，又因同一條件下降低溫度化學(xué)反應(yīng)速率減慢，所以曲線b表示的是300K條件下的反應(yīng)；根據(jù)上述分析結(jié)合圖像可知，300K、述分析結(jié)合圖像可知，300K、根據(jù)反應(yīng)MO*+CH?=M++CH?OH可知，生成的M即為轉(zhuǎn)化的MO*,則3.(2023·廣東卷，19節(jié)選)(4)R的衍生物L(fēng)可用于分離稀土。溶液中某稀土離子(用M表示)與L存在ML+L==ML?研究組用吸收光譜法研究了上述反應(yīng)中M與L反應(yīng)體系。當(dāng)co(L)=1.0×10?mol·L-1時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)各物種cγ/co(L)隨co(M)/co(L)的變化曲線如圖。co(M)/co(L)=0.51時(shí)，計(jì)算M的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。HSHS轉(zhuǎn)化率/%【答案】(4)98%4.(2022.全國(guó)乙卷)油氣開(kāi)采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以H?S熱分解反應(yīng)：2H?S(g)=S?(g)+2H?△H?=170kJ-mol-1在1373K、100kPa反應(yīng)條件下，對(duì)于n(H?S):n(Ar)分別為4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H?S-Ar混合氣，熱分解反應(yīng)過(guò)程中H?S轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如下圖所示。(1)n(H?S);n(Ar)越小，H?S平衡轉(zhuǎn)化率,理由是(2)n(H?S):n(Ar)=1:9對(duì)應(yīng)圖中曲線,計(jì)算其在0~0.1s之間，HS分壓的平均變化率為 【答案】(1)越高n(H?S):n(Ar)越小，H?S的分壓越小，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，H?S平衡轉(zhuǎn)化率越高以n(H?S):n(Ar)=1:9對(duì)應(yīng)的曲線是d;根據(jù)圖像可知n(H?S):n(Ar)=1:9反應(yīng)進(jìn)行到0.1s時(shí)H?S轉(zhuǎn)化率為0.24。假設(shè)在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和9mol,始/mol平/mol0),在反應(yīng)器中按n(CO?):n(H?)=1:4通入反應(yīng)物，在不同溫度、不同催化劑條件下，反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)示催化劑催化劑I催化劑Ⅱ在選擇使用催化劑I和350℃條件下反應(yīng)，0~2min生成CH?OH的平均反應(yīng)速率為μmolL-l.min-1;若某空間站的生命保障系統(tǒng)實(shí)際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件，原因是【解析】(1)溫度t下，向容積為10L的抽空的密閉容器中通入0.1molCO?和0.1molH?,反應(yīng)平衡后測(cè)得容器中n(CH?)=0.05mol,則CO?的轉(zhuǎn)化率為(3)在選擇使用催化劑I和350℃條件下反應(yīng)，由表中信息可知，0~2minCH?OH的濃度由0增加到10.8I.CH(g)+H?O(g)=—CO(g、,因此，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kx=x(CH?OH)x(CH?OH)在t=250℃下的x(CH?OH)~p、在p=5×10Pa下的x(CH?OH)～t如圖所示。(2)當(dāng)x(CH?OH)=0.10時(shí)，CO p/10Pa200210220230240250260通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。 應(yīng)dD(g)+eE(g)～—gG(g)+hH(g)其中pO=100kPa,pa、pH、pp、pE為各組分的平mol·L-1.min-1②CO?(aq)+H?O(l)=—H(a(a)CH?(g)+CO?(g)=—2CO的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H?的分壓為40kPa。計(jì)算CH?的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過(guò)程。反應(yīng)a和c為吸熱反應(yīng)，同理反應(yīng)e的InK減小，說(shuō)明K的數(shù)值減小，反應(yīng)向逆反應(yīng)方的混合氣體，已知某反應(yīng)反應(yīng)Ⅱ:2C?H?(g)+O?(g)==2C?H?(g)+2H?O(g)反應(yīng)：2C?H?(g)+9O?(g)==6實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C?H?)=kkp(C?Hg)—kp(C?H?),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間勢(shì)為,其理由是【解析】(1)0~1.2s內(nèi)的C?H?分壓由0增大到2.4kPa,則生成C?H?的耗O?,導(dǎo)致C?Hg和O?的消耗速率之比小于2:1;(2)反應(yīng)開(kāi)始是，反應(yīng)Ⅱ向右進(jìn)行，c(C?H?)逐漸增大，12.(2021·天津卷)CS?是一種重要的化工原料。工業(yè)上可以利用硫(S?)與CH?為原料制備CS?,Sg受熱分解成氣態(tài)S?,發(fā)生反應(yīng)2S?(g)+CH?(g)—CS?(g)+2H?S(g),某溫度下，若Sg完全分解成氣態(tài)S?。在恒溫密閉容器中，S?與CH?物質(zhì)的量比為2:1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。(1)當(dāng)CS?的體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，CH?的轉(zhuǎn)化率為 。【答案】(1)30%(2)daX0XX0CS?的體積分?jǐn)?shù)為10%,即解得x=0.3a,則CH?的轉(zhuǎn)化率CHC?H,(g)=CHCH=CH?(g)+H?(g),其平衡轉(zhuǎn)化率為50%,欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%,需要【解析】(2)設(shè)充入H?O(g)物質(zhì)的量為xmol;在某溫度、100kPa下，向反應(yīng)器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)④。乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,可列三段式：此時(shí)平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為1.5mol,此時(shí)容器的體積為V;當(dāng)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,可列00 0XX。CO的選擇性為45%,根據(jù)反應(yīng)a、d可知，體系中H?的物質(zhì)的量為1mol×0.55×60%+1mol×0.55×2×40%=0.773.N?O?與NO?之間存在反應(yīng)N?O?(g)2NO?(g)。將一定量的N速率v(CH?)=2×10?p(CO?)·p?(H?)kPa/s,某時(shí)刻測(cè)得H?O(g)的分壓為20kPa,則該時(shí)刻v(CH?)=kPa/s。變化量(kPa某時(shí)量(kPa)0pp0p某時(shí)刻測(cè)得H?O(g)的分壓為20kPa,則2p=20kPa,p=10kv(CH?)=2×10?p(CO?)·p?5.Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)—H?(g在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物00上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H?)x(I?),其中k正、k通為速率常數(shù)，x2(HI)=0.0027min~1×0.852≈1.95×10~3CO?(g)+H?(g)Co(g)+H?O(g)△H?=+41.該反應(yīng)的速率方程,其中工表示相應(yīng)氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，K,為平衡常數(shù)(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算),k為反應(yīng)的速率常數(shù)。已知平衡后x(CO?)=x(H?)=0.3,此時(shí)反應(yīng),根據(jù)速率方程mol.L`h~=x(CO?)x(H?)kmol·L·h~=0.3×0.3kmo1·L1-h~=0.09kmok地都減小，即1gkπ、lgk巡都減小，而該反應(yīng)焓變小于0,為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，說(shuō)明8.1molCH?CH?OH和1molH?O充入恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)++H?O(g),在550K時(shí)，氣體混合物中H?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(H?)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表所示。00上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正=k正·x2(CO)·x(H?),逆反應(yīng)速率v逆=k道x(CH?CH?OH)·x(H?O),其中k正、。I111VⅡ211Ⅲ141142【答案】(3)3Catl30.例，活化能越大，變化值越大。故斜率越小，活化能越小，催化劑Catl催化效率越高，代入a、b點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，93=-Ea×2×103+C,33=-Ea×為平衡總壓，x(NH?)為平衡系統(tǒng)中NH?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。若往一密閉容器中加入的N?、H?起始物質(zhì)的量之比為1:3,反應(yīng)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行，NH?的平衡產(chǎn)率為w,則K?=(用含w的最簡(jiǎn)(2)某科研小組向一恒容密閉容器中通入+CO?(g)=2CO(g)+2H?(g)△H=+247kJ·mol~1,測(cè)出CH?的某個(gè)平衡物理量X隨著溫度、壓強(qiáng)b點(diǎn)濃度商O.與對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K相比，較大的是_。②若容器容積為2L,a點(diǎn)時(shí)c(CH?)=0.4mol·L-1,則相應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K=a理論生成NH?2mol,3故0系中CH?的體積分?jǐn)?shù)。X可以看成是平衡體系中CH?的轉(zhuǎn)化率，由于正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，壓正向進(jìn)行，故此時(shí)濃度商小于對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)。②甲烷的初始濃度為1mol-L-1,反應(yīng)中消耗的濃度12.化學(xué)動(dòng)力學(xué)上將一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。對(duì)于基元反應(yīng)：aA+bB→cC+dD程為v=kc(A)·c2(B)(k為只與溫度有關(guān)的速率常數(shù)),復(fù)雜反應(yīng)(由幾個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成)構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，該反應(yīng)的速率方程為v=kc2(NO?),則其兩個(gè)基元反應(yīng)分別為：I.=NO?+ 則該溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k=L·mol~l.s【解析】(1)溫度低于250℃時(shí)，該反應(yīng)的速率方程式為v=k·基元反應(yīng)，且NO?參與的基元反應(yīng)為慢反應(yīng)，決定了該反應(yīng)的反應(yīng)速率，基元反應(yīng)I中產(chǎn)物有NO?,根據(jù)元和NO?的濃度均會(huì)影響反應(yīng)速率，由于該反應(yīng)不是基元反應(yīng)，由題意可設(shè)該反應(yīng)的正反應(yīng)速率v=進(jìn)表示);當(dāng)CO轉(zhuǎn)化率為20%時(shí)，CH?CHO(g)的分壓p(CH0(2)C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K。=(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，氣體分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù))。(3)一定溫度下，將H?和CO按物質(zhì)的量之比為1:1、1:2和2:1進(jìn)行初始投料。則達(dá)到平衡后，初【解析】(1)①根據(jù)圖示，壓強(qiáng)不變時(shí)，降低溫度，x(CH?OH)增大，說(shuō)明降溫時(shí)平衡正向移動(dòng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，降溫時(shí)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H<0;B點(diǎn)和C點(diǎn)的溫度相同，故平衡常數(shù)Kg=Kc。反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，v正=v逆，加入高效催化劑，正、逆反應(yīng)速率同等程度增大，平衡不移k為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，再次增大體系壓強(qiáng)，盡管平衡正向移動(dòng)，k正—k的值不變。②C點(diǎn)對(duì)應(yīng)平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)為p?,CH?OH的體積分?jǐn)?shù)為50%,設(shè)起始時(shí)H?和CO的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol,達(dá)到平衡時(shí)H?轉(zhuǎn)化了xmol,運(yùn)用三段式法計(jì)算：轉(zhuǎn)化量/moX0.5x平衡量/mol2-x1-0.5x0.25mol、0.75mol,體積分?jǐn)?shù)分別為0故平衡時(shí)H?(g)、CO(g)、CH?OH(g)的物質(zhì)的量分別為0.5mol、,故壓強(qiáng)平衡常數(shù)③增大一種反應(yīng)物的濃度，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故初始投料比為1:2時(shí)，H?轉(zhuǎn)化率最大。15.對(duì)于基元反應(yīng)，如aA+bB=cC+dD,反應(yīng)速率v正=k正·cC(A)·c(B),v逆=k·c(C)·C(D),反應(yīng)I:4NH?(g)+5O?(g)—4NO(g)+6H?O(g)△H?=-902kJ·mol反應(yīng)Ⅱ:8NH?(g)+6NO?(g)=—7N?(g)+12H?O(g)△H?=-2740kJ-mol1反應(yīng)Ⅲ:N?(g)+O?(g)=2NO(g)△H?=對(duì)于基元反應(yīng)IV:2NO(g)+O?(g)—2NO?(g)△H?,在653K時(shí)，速率常數(shù)k=2.6×103L2-mol-2.s(1)△H?=kJ·m(2)計(jì)算653K時(shí)的平衡常數(shù)K=(3)653K時(shí)，若NO的濃度為0.006mol·L-1,O?的濃度為0.290mol·L-1,則正反應(yīng)速率為mol·L【答案】(1)①-114.1轉(zhuǎn)化率%百分?jǐn)?shù)%AMA.=(Ahx2-AMh?-轉(zhuǎn)化率%百分?jǐn)?shù)%為20%,則二氧化碳變化物質(zhì)的量為0.2mol,CO和CH?OH的總物質(zhì)的量為0.2mol;此時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為20%,則CO和CH?OH質(zhì)的量分別為0.04mol、0.16mol;在1L容器中有：變化molyyyy變化molZ2zZ17.(2024.浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高三聯(lián)考節(jié)選)航天員呼吸產(chǎn)生的CO?利用Sabatier反應(yīng)進(jìn)行處理：CO?(g)(3)室溫下，向體積為2L的恒容密閉容器中通入4molH?時(shí)間/min0①該溫度下反應(yīng)I的Kp=(K轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(moi)轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(moi)X0XX0初始?jí)簭?qiáng)與平衡壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比5:4=5:(5-2x),求得x=0.5mol,平衡時(shí)CO?的物質(zhì)的量為0.5mol;H?為0.5mol;CH?為0.5mol;H?O為1mol,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求出Kp為②結(jié)合CO?(g)+4H?(g)==CH?(g)+2H?O(g)特征根據(jù)表格中的氣體總壓強(qiáng)可知20min時(shí)v正>V逆，已知18.已知：N?(g)+3H?(g)—2NH?(g)△(2)T溫度時(shí)，0～15min內(nèi)v(H?)=mol·L-1.min~l。(3)已知：瞬時(shí)速率表達(dá)式v=kπc3(H?)·c(N?),v=kc2(NH?)(k為N?(g)+3H?(g)130119.研究炭的氣化處理及空氣中碳的氧化物的相關(guān)反應(yīng)，有利于節(jié)能減排。已知反應(yīng)CO(g)+H?(g)△H=+113.5kJ-mol~1=CH?OH(g)△H=-90.4kJ=CH?OH(g)+H?O(g)△H=-49.5kJ·mol1 ,將等體積的H?O(g)和CO(g)充入恒(2)在T℃時(shí)，向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和1molH?O(g),發(fā)生反應(yīng)①。反應(yīng)相同時(shí)間，測(cè)得各容器中H?O(g)的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖2所示。圖中c點(diǎn)所示條件下，vv進(jìn)(3)在四種不同的容器中發(fā)生反應(yīng)③,若初始溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物用量均相同，則CO?的轉(zhuǎn)化率最高的或達(dá)到平衡所需時(shí)間長(zhǎng)，c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，所以v正>v進(jìn)或得到化學(xué)方程式CO(g)+H?O(g)□□CO?得到化學(xué)方程式CO(g)+H?O(g)□□CO?(g)+H?(g),根據(jù)蓋斯定律，將②-③得到該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H?O(g)—CO?(g)+H?(g)△H假設(shè)H?O(g)和CO(g)物質(zhì)的量分別為1mol,容器體積為VL,則：0 計(jì)算b處的(2)根據(jù)圖中信息和題意，反應(yīng)相同時(shí)間，T℃時(shí)b點(diǎn)恰好達(dá)到平衡狀態(tài)，a點(diǎn)容器體積減小，濃度大，已經(jīng)達(dá)到平衡，且由于加壓平衡逆向移動(dòng)，c點(diǎn)容器體積大，H?O(g)的起始濃度小，化學(xué)反應(yīng)速率慢，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間長(zhǎng)，因此c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，因此c點(diǎn)v正>v逆。此溫度下，1—CO(g)+H?(g)或0①在0～20min時(shí)段，反應(yīng)速率v(O?)為mol:L-1.min-②若N?O起始濃度cn為0.150mol-L-1,則反應(yīng)至30min時(shí)N?O的轉(zhuǎn)化率α=_,比較不同起b.第一步對(duì)總反應(yīng)速率起決定作用d.I?濃度與N?O分解速率無(wú)關(guān)應(yīng)的化學(xué)方程式為NH?NO?催化劑，N?O1+2H?O。(2)設(shè)1molN?O(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量△H=2x-(2×945kJ+498kJ)=-163kJ,從而得出x=1112.5kJ。(3)①在0～20min時(shí)段，反應(yīng)速率v(co=0.100mol·L-1)=1.0×10~3mol·L-1.min-1。若N?O起始濃度co為0N.O的轉(zhuǎn)化率。@溫度越高，反應(yīng)速率越快，所用時(shí)間越容器中氣體的總物質(zhì)的量為2.5mol,則從而得出p=1.25po。(4)由題意 則焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為c a.NaHSO?b.Na?CO?c.CaCA.c(NH?):c(NO)=2:3B.n(NH?):n(N?)不變0生質(zhì)之的轉(zhuǎn)化承%C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變D0生質(zhì)之的轉(zhuǎn)化承%E.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變F.1molN—H鍵斷裂的同時(shí)，生成2molO—H鍵該反應(yīng)的平衡常數(shù) _ _(5)某研究小組將2molNH?、3molNO和一定量的O?溫應(yīng)/溫應(yīng)/K②在有氧條件下，溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是。C(s)+H?O(g)=CO(g)+H?(g)因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志，故A符合題意；氮?dú)馐巧晌铮睔馐欠磻?yīng)物，當(dāng)n(NH?):n(N?)不變，則能作為判斷平衡的標(biāo)志，故B不符合題意；該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不斷減小，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，則可以作為判斷平衡的標(biāo)志，故C不氣體質(zhì)量減少，容器體積不變，當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度不變，則可以作為判斷平衡的標(biāo)志，故D不符合1molN—H鍵斷裂，正向反應(yīng)，生成2molO—H鍵，逆向反應(yīng)，1molN—H鍵斷裂與1molO—H鍵斷裂才能作為判斷平衡的標(biāo)志，因此1molN—H鍵斷裂的同時(shí)，生成2molO—H鍵，不能作為判斷平衡的標(biāo)志，,因此得到x=5,y=0;(5)①有氧條件下，在10min內(nèi)，溫度從420K升高到580K,溫度580K之后，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)即逆向移動(dòng)，因此NO生成N?(2)已知Cl?可與NO作用：2NO(g)+Cl?(g)□2CINO(g)△H<0,反應(yīng)的速率方程式為v=k②某溫度條件下，向1L恒容密閉容器中加入2molNO和1molCl?,測(cè)得初始?jí)簭?qiáng)是平衡時(shí)壓強(qiáng)的1.2<0.研究表明不同數(shù)氮比條件下測(cè)得NO的殘留率與溫度關(guān)系如圖所示①指出氨氮比m、m?、m?的大小關(guān)系(4)利用Au/Ag?PO?光催化去除氮氧化物(O?將氮氧化物氧化為NO?),研究表明，不同系分別用如圖1、圖2表示。已知：催化劑的活性與其表面的單位面積活性位點(diǎn)數(shù)有關(guān)②圖2中表面隨著Au的負(fù)載量不斷增加，反應(yīng)速率常數(shù)先增大后減小，試分析反應(yīng)速率常數(shù)減小的原 (3)①m?>m?>m?②隨著溫度升高，溫度對(duì)NO殘留率的影響程度大于氨氮比的影響②當(dāng)Au負(fù)載量過(guò)多時(shí)，過(guò)多地覆蓋Ag?PO?表面，導(dǎo)致Ag?PO?表面單位面積活性位點(diǎn)數(shù)減少【解析】(1)由蓋斯定律可知，目標(biāo)方程式=①-②,可得△H=-1160kJ·mol|。理解為NH?增加，NO的殘留率降低，故m?>m?>m;②反應(yīng)過(guò)程中存在2個(gè)外界因素，溫度和氨氮比，NO殘留率的影響大于氨氮比的影響。(4)①由圖示可知，去除率、NO轉(zhuǎn)化率較為合適的催化劑為0.1(2)工業(yè)上常采用CO?和H?為原料合成乙醇，某實(shí)驗(yàn)小組將CO?(g)和H?(g)按1:3的比例置于一恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO?(g)+6H?(g)器中CO?的濃度隨溫度T的變化如圖1所示，上述反應(yīng)的pK(pK=-1gK,K表示反應(yīng)平衡常數(shù))隨溫度T的變化如圖2所示。②在T?~T?及T?~T?兩個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)，容器中CO?(g)的濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢(shì)，其原因是③圖1中點(diǎn)1、2、3對(duì)應(yīng)的逆反應(yīng)速率y、w、y中最大的是(填“v”“v?”或“v?”);要進(jìn)一步提高H?(g)的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有④圖2中當(dāng)溫度為T?時(shí)，pK的值對(duì)應(yīng)A點(diǎn)，則B、C、D、E四點(diǎn)中表示錯(cuò)誤的⑤乙烯氣相直接水合法過(guò)程中會(huì)發(fā)生乙醇的異構(gòu)化反應(yīng)：C?H?OH(g)□□CH?OC【答案】(1)-44.5(2)①<②T?~T?區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，溫度越高，反④BE⑤>正向I:C?H?OH(g)+3O?(g)=2CO?(g)+3H?O(g)△H?=-1278.5kJ-mol~1;根據(jù)蓋斯定律I-Ⅱ可得C?H?(g)+H?O(g)=C?H?OH(g)△H?=△H?-△H?=(-1323.0kJ-mol1)-(-1278.5kJ-mol~)=-44.5kJ-mol上升，說(shuō)明溫度低于T?時(shí)反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，而溫度高于T?時(shí)，該時(shí)段內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，且溫度上升平衡左快，所以逆反應(yīng)速率最大的是v?;提高CO?的濃度或及時(shí)移出生成物，平衡都可以正向移動(dòng)增大氫氣的轉(zhuǎn)化率，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，適當(dāng)降低溫度也可以提高氫氣的轉(zhuǎn)化率；④該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以溫度越高平衡常數(shù)越小，則pK越大，所以BE二點(diǎn)表示錯(cuò)誤；⑤該反應(yīng)焓變大于0,焓變=正反應(yīng)活化能一逆反應(yīng)=3,該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，所以可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)，所以該溫度下②(NH?)?SO?(aq)+H?O(I)+SO?(g)=2NH?HSO?(aq③2(NH?)?SO?(aq)+O?(g)=2(NH?)?SO?(aq)式表示)。(2)SO?可被NO?氧化：SO?(g)+NO?(g)□□SO?(g)與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為溫度/℃【解析】(1)依據(jù)蓋斯定律(①-②+③)/2即得到反應(yīng)I時(shí)充入一定量的SO?(g)發(fā)生反應(yīng)，Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下平衡時(shí)SO?的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是0.的量為1mol,轉(zhuǎn)化率為x,則有解得x=0.2,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)I.工業(yè)上主要采用乙烯直接水合法(CH?=CH?+H?O—→CH?i.CH?CH?OH??+H?O=CHb.第i步反應(yīng)的活化能最大，決定總反應(yīng)速率c.CH?CH?*和CH?CH?OH?*是反應(yīng)的中間產(chǎn)物I.工業(yè)用二氧化碳加氫可合成乙醇：2CO?(g)+6H?(g)→C?H?OH(g)+3H?O(g)。保持壓強(qiáng)為5MPa,(2)若投料比m=1,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，下列說(shuō)法不能作為反應(yīng)是否達(dá)平衡判點(diǎn)對(duì)應(yīng)起始反應(yīng)物置于某剛性密閉容器，則平衡時(shí)CO?的轉(zhuǎn)化率 【答案】I.(1)bc(2)dⅡ.(1)m>mz>m(2)ce(3)k進(jìn)均減小，再根據(jù)能量圖，為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正移，逆反應(yīng)速率減小的更多，即k正即m?>m?>m。(2)物質(zhì)均為氣體，保持壓強(qiáng)為5MPa,隨反應(yīng)正向進(jìn)行，容器體積減小，密度增大，密度的體積分?jǐn)?shù)即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，反應(yīng)前CO?的體積分?jǐn)?shù)為50%,根據(jù)極值法可以求出當(dāng)氫氣完全消耗之后，二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)仍為50%,故反應(yīng)中CO?的體積分?jǐn)?shù)始終保持為50%不變，故不能據(jù)此判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡標(biāo)志，c錯(cuò)誤；容器內(nèi)反應(yīng)前為1:1,而反應(yīng)中系數(shù)不是1:1,當(dāng)容器內(nèi)不再變化時(shí)，則該反應(yīng)達(dá)到平衡，d正確；斷裂H—H鍵，生成水分子，均為正反應(yīng)，不能說(shuō)明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，e錯(cuò)誤。(3)若m?=3,則A點(diǎn)溫度下，CO?的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,2CO?(g)+6H?(g)→C?平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量=(0.5+1.5+0.25+0.75)mol=3mol,,,原題是同溫同壓下，正反應(yīng)體積減小，現(xiàn)為剛性密閉容器，氣體的物質(zhì)的量減小，相當(dāng)于減壓，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，CO?的轉(zhuǎn)化率小于50%。26.已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N?O?(g)=2NO?(g)△H>0k只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10,則k=k逆。升高溫度，k正增大的倍數(shù) 【答案】10大于避；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，k正增大的倍數(shù)大于k地增大的倍數(shù)。27.對(duì)于基元反應(yīng)，如aA+bB=cC+dD,反應(yīng)速率v正=k正·c(A)·c(B),v逆=kk遞是取決于溫度的速率常數(shù)。對(duì)于基元反應(yīng)2NO(g)+O?(g)—2NO?(g),在653K時(shí)，速率常數(shù)kπ=2.6×103L2.mol~2.s~1,k迪(1)計(jì)算653K時(shí)的平衡常數(shù)K=_。(2)653K時(shí)，若NO的濃度為0.006mol·L-1,O,的濃度為0.290mol·L-1,則正反應(yīng)速率為_(kāi)mol·L【答案】(1:1(2)2.7×10~2【解析】(1)653K反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，vπ=kπ·c2(NO)·c(O?)=v進(jìn)=k·c2(NO?),該溫度下的平衡常數(shù)K2.6×103×0.0062×0.290mol·L-1.s~1=2.7×10~2mol·L-1.s1。 ;已知反應(yīng)速率常數(shù)k隨溫度升高而增大，若升高溫度后k、k2分別增大a倍和b倍，<溫度升高，反應(yīng)①、②的平衡均逆移，由于反應(yīng)①的速率大，導(dǎo)致c(N?O?)減小且其程度大于k?正和倍和b倍，則a<b,反應(yīng)①為快反應(yīng)，溫度升高，兩個(gè)反應(yīng)均逆向移動(dòng)，體系中c(N?O?)降低，影響v?正，導(dǎo)致v?正減小，可以解釋為：溫度升高，反應(yīng)①、②的平衡均逆移，由于反應(yīng)①的速率大，導(dǎo)致c(N?O?)減N20轉(zhuǎn)化率/N20轉(zhuǎn)化率/2NO(g)—k→N?O?(g)E?=82kJ/mol