反應(yīng)速率及速率常數(shù)的計(jì)算-2025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

■識(shí)高考?常見(jiàn)題強(qiáng)解遴

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6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。

?善總結(jié)?答題模板構(gòu)建

最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具體步驟是在化學(xué)方程式下寫(xiě)出有關(guān)物質(zhì)起始時(shí)的物質(zhì)的量、發(fā)

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體積)，再根據(jù)題意列式

求解。

?”A(g)+”B(g)pC(g)+qD(g)

〃(起始)/molab00

〃(轉(zhuǎn)化)/molmxwcpxqx

〃(平衡)/mola-mxb—jvcpxqx

起始、轉(zhuǎn)化、平衡是化學(xué)平衡計(jì)算的“三步曲”

勤根累?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)+;/B(g)^cC(g)+</D(g)

“、”留八Y,八Ac(A)加(A)

(1)計(jì)算公式：v(A)=---------=----------

ArV-At

(2)同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí)，數(shù)值可能不同，但意義相同。不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,

存在如下關(guān)系：v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=m：n：c：d

(3)注意事項(xiàng)

①濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不適用于固體和純液體

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，且計(jì)算時(shí)取正值

二、轉(zhuǎn)化率及其計(jì)算

1.明確三個(gè)量——起始量、變化量、平衡量

￥化*-

N2+3H22NH3

起始量130

變化量abc

平衡量l~a3~bc

①反應(yīng)物的平衡量=起始量一轉(zhuǎn)化量O

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

濃度、起始濃度、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)反應(yīng)速率的橋梁。因此抓住變化濃度是解題的關(guān)鍵。

2.掌握四個(gè)公式

⑴反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=喘"。。％=黜XI。。％。

(2)生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高,

實(shí)際產(chǎn)量

產(chǎn)率越大。產(chǎn)率=理論產(chǎn)量xlOO%。

平衡量

(3)平衡時(shí)混合物組分的百分含量=平衡時(shí)各物質(zhì)的總量x100%。

(4)某組分的體積分?jǐn)?shù)=混型囂器器量X100%。

3.答題模板

反應(yīng)：/nA(g)+/iB(g)-pC(g)+^D(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol,達(dá)到平衡后,

A的轉(zhuǎn)化量為機(jī)xmol,容器容積為VL,則有以下關(guān)系：

mA(g)+?B(g)—pC(g)+qD(g)

起始/molab00

轉(zhuǎn)化/molmxnxpxqx

平衡/mola-mxb-nxpxqx

對(duì)于反應(yīng)物：〃(平)="(始)一〃(轉(zhuǎn))

對(duì)于生成物：〃(平)="(始)+〃(轉(zhuǎn))

則有：①長(zhǎng)二

b~nx

V，

三a~mx-

1

②c平(A)=—y-mol-L

cmx“c.mxnxmb

③a(AH="X100Z),a(A).?(B)=-?y=—

與a-mx

④夕(A)7+6+(p+q—〃L贏Xl00%

⑤p平〃+—+S+g一加一九)x

Jp始a+b

⑥一混=0"(A)J.MB)g.L』其中M(A)、M(B)分別為A、B的摩爾質(zhì)量］

⑦平衡時(shí)體系的平均摩爾質(zhì)量：

——0MA)+ZhM(B)「

Ma+b+(j)+q—m—n)xS-mo^

三、化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及應(yīng)用

1.速率常數(shù)含義：反應(yīng)速率常數(shù)(%)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1moll一時(shí)的反應(yīng)速率。在

相同的濃度條件下，可用反應(yīng)速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率

2.速率常數(shù)的影響因素：與濃度無(wú)關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響，但溫度對(duì)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，一

般溫度越高，反應(yīng)速率常數(shù)越大。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)

3.速率方程

(1)定義：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)的累的乘積成正比

(2)表達(dá)式：對(duì)于反應(yīng)：aA(g)+bB(g)gG(g)+〃H(g),則v正=左正d(A)/(B)(其中左正為正反應(yīng)的

反應(yīng)速率常數(shù))，丫逆=左逆?d(G>c%(H)(其中左逆為逆反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù))

2

如：反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)+O2(g),VIE=%IE-C2(NO2)，V逆=左逆?C(NO>C(C)2)。

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

(1)K與左正、左逆的關(guān)系

對(duì)于反應(yīng)：aA(g)+6B(g)pC(g)+qD(g),

則：viE=^iE-cfl(A)-c\B)(左正為正反應(yīng)速率常數(shù))

丫逆=后逆?4C)d(D)/逆為逆反應(yīng)速率常數(shù))

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)丫正=丫逆，此時(shí)：左正d(A)/(B)=%逆d(C)d(D)nL=《0T0=K，即：K=

k逆一c"(A)?c〃(B)-k逆

(2)Kp與左正、左逆的關(guān)系

以2NON2O4為例，V正=%正,p2(NO2),V逆=%逆?。的2。4)

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)丫正=v逆，此時(shí)：k正?p2（N02）=「逆N（N2O4）ny-MQ/Wc<=Kp,即：K=—

，kitp-（NCh）vpk>t

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)的基的乘積成正比。

對(duì)于基元反應(yīng)aA（g）+bB（g）=cC（g）+-（g）,其速率方程可表示為丫=心產(chǎn)仆）/（：6）,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。

04^______

服教學(xué)?解題思維剖析

1.（2023?山東卷，20節(jié)選）一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO+H2OCO2+H2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+H2CX快）

II.HCOOHCC）2+H2（慢）

（2）反應(yīng)I正反應(yīng)速率方程為：v=kc（H+）c（HCOOH）,k為反應(yīng)速率常數(shù)。口溫度下，HCOOH電離平

衡常數(shù)為Ka,當(dāng)HCOOH平衡濃度為xmoll-i時(shí)，H+濃度為mol.L-1,此時(shí)反應(yīng)I應(yīng)速率v=

（用含砥、x和k的代數(shù)式表示）。

2.（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\Ni+等）與O3反應(yīng)可得MO+。

+

MO+與Cd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+CH4=

M++CH3OH,結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是（填“a”或"b"。300K、60s時(shí)M（T的轉(zhuǎn)化率為

（列出算式）。

s7

?;i

ur

|r十

6==S-T=-{-4—一LT

—JLI

—

6o.L「

1u十i

(L」

+5=aI

ws-」d

()u十

卜D407t

o+s2I

n(m

+1BT

)o38B-r

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n1尸lv

)1-.+

D2nH嚴(yán)4l

Frl

S巧4<

一.-

，1「L

十I

.JI

1L"

oI

309012050

人

3.(2023?廣東卷，19節(jié)選X4)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

平衡:

M+LMLKi

ML+LML2K2

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)Q(L)=1.0x10-5moi.J時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)各

物種c平/co(L)隨co(M)/co(L)的變化曲線如圖。co(M)/co(L)=O.51時(shí)，計(jì)算M的平衡轉(zhuǎn)化率(寫(xiě)出

計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

0.51c°（M）/c°（L）

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

利用。

H2s熱分解反應(yīng)：2H2s(g)=S2(g)+2H2△〃4=170kJ-mori

在1373K、lOOkPa反應(yīng)條件下，對(duì)于“(HzS)：〃(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H2s轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如下圖所示。

(1>(H2S)：〃(Ar)越小，H2s平衡轉(zhuǎn)化率,理由是

(2>(H2S)：n(Ar)=l：9對(duì)應(yīng)圖中曲線,計(jì)算其在0~0.1s之間，H2s分壓的平均變化率為

kPa-s1

5.(2022.海南卷謀空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)，其中涉及反應(yīng)：CO2(g)+4H2(g)

——^CH4(g)+2H2Q(g)

⑴某研究小組模擬該反應(yīng)，溫度t下響容積為10L的抽空的密閉容器中通入0.1mol82和0.111101H2,

反應(yīng)平衡后測(cè)得容器中?(CH4)=0.05moL則CO2的轉(zhuǎn)化率為

(2)在相同條件下，CCh(g)與H2(g)還會(huì)發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應(yīng)

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在反應(yīng)器中按〃(CO2)：”(H2)=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CH3OH、CH4濃度Oimol］一1汝口下表所

示

/=35(TCr=400℃

催化劑

C(CH3OH)C(CH4)C(CH3OH)C(CH4)

催化劑I10.812722345.242780

催化劑II9.2107753438932

在選擇使用催化劑I和350。(2條件下反應(yīng)，0~2min生成CH30H的平均反應(yīng)速率為^mol.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

6.(2022?河北卷)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)

I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

(1)下列操作中，能提高CH/g)平衡轉(zhuǎn)化率的是

A.增加CH4(g)用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體

C.移除CO(g)D.加入催化劑

⑵恒溫恒壓條件下，ImolCHMg)和lmolH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CH*g)的轉(zhuǎn)化率為a,CC)2(g)的物質(zhì)的

量為bmol,則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kr=(寫(xiě)出含有a、b的計(jì)算式；對(duì)于反應(yīng)〃?A(g)+〃B(g>=+pC(g)

+qD(g),Kx=mJLx為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，H20(g)起始量增加到5mol,達(dá)平衡時(shí)，

x(A)?x(B)

a=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)

7.(2021.全國(guó)甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。二氧化碳加氫制甲醇的

*1II.

總反應(yīng)可表示為：CO2+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49kJ-mor

合成總反應(yīng)在起始物(爆=3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡,設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為MCH3OH),

在Z=250℃T的尤(CH3OH)?p、在p=5xl()5Pa下的x(CH3OH)-r如圖所示。

(1)用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式降=:

(2)當(dāng)X(CH3OH)=0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率a=,反應(yīng)條件可能為或

.11

1.0

)9

)8

(斤

H

O

.06

X出

U

V

.04

)3

.0.2

)1

8.(2021?湖南卷)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將O.lmolNE

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。

“min

(1)若保持容器容積不變，a時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示。?h時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率V(H2)=

(用含t\的代數(shù)式表示)

(2)在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)”=［已知：分壓=總壓x該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反

應(yīng)(ZD(g)+eE(g)==igG(g)+/?H(g)PH、PD、PE為各組分的平

衡分壓］

9.(2021.河北卷)(1)雨水中含有來(lái)自大氣的CO2,溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離:

@CO2(g)CO2(aq)

②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+HCO5(叫)

25。(2時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為七。

溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為ymol-L

i-kPa-I當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa,大氣中CC)2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中濃度為_(kāi)_______mol.L-

《寫(xiě)出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO?的電離)。

(2)105°C時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：

△一

2MHec)3(s)M2co3(s)+H2O(g)+CO2(g)

上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPa?

保持溫度不變，開(kāi)始時(shí)在體系中先通入一定量的C02(g),再加入足量MHC03(s),欲使平衡時(shí)體系中

水蒸氣的分壓小于5kPa,CO2(g)的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于kPa

10.(2021?廣東省)我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO?重整是CCh

利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：

(a)CH4(g)+82(g)2CO(g)+2H2(g)AHi

(b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2

(c)CH4(g)C(s)+2H2(g)AH3

(d)2C0(g)CO2(g)+C(s)AH4

(e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)AH5

設(shè)用為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫(xiě)法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體

的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以po3o=100kPa),反應(yīng)a、c、e的In4隨支溫度的倒數(shù))的變化

如圖所示

祟6

8

0

-8

—16

0.8A1.21.6

-xlOTK-1

T

(1)反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有(填字母)

(2)反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為用=

(3)在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為“(CO?):M(CH4)=1：K初始總壓為100kPa的恒容密閉容器

中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。

11.(2021.湖北卷)(1)在溫度為T2時(shí),通入氣體分壓比為p(C3H8)：p(O2)：p(N2)=10：5：85的混合氣

體，各組分氣體的分壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率為_(kāi)______kPa/s,在反

應(yīng)一段時(shí)間后，C3H8和02的消耗速率比小于2：1的原因?yàn)?/p>

⑵恒溫剛性密閉容器中通入氣體分壓比為p(C3H8)：p(O2)：p(N2)=2：13：85的混合氣體，已知某反應(yīng)

條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(限女'為速率常數(shù))：

反應(yīng)II：2c3H8(g)+O2(g)==2C3H6(g)+2H2O(g)k

反應(yīng)III：2C3H6(g)+9O2(g)==6CO2+6H2O(g)k'

實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)—〃p(C3H6),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨

勢(shì)為,其理由是O

12.(2021?天津卷)CS2是一種重要的化工原料。工業(yè)上可以利用硫(S8)與CH4為原料制備CS2,S&受熱

分解成氣態(tài)S2,發(fā)生反應(yīng)2s2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2s(g),某溫度下，若S8完全分解成氣態(tài)S2。在

恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2：1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。

⑴當(dāng)CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率為0

(2)當(dāng)以下數(shù)值不變時(shí)，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是(填序號(hào))。

a.氣體密度b.氣體總壓c.CH4與S2體積比d.CS2的體積分?jǐn)?shù)

13.(2023?湖南卷，16節(jié)選)(2)在某溫度、lOOkPa下，向反應(yīng)器中充入Imol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)

C?H.C:H.IgIC.H.CH=CH:|g|-H;Ig|,其平衡轉(zhuǎn)化率為50%,欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%,需要

向反應(yīng)器中充入mol水蒸氣作為稀釋氣(計(jì)算時(shí)忽略副反應(yīng))。

?模型遷移演練

1.(2024?遼寧省朝陽(yáng)市建平區(qū)高三期末節(jié)選X2)H2s與CO?在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2s(g)+CCh(g)

COS(g)+H2O(g)AH>0o在610K時(shí)，將0.1molH2s與0.3molCO2充入2.5L的空鋼瓶中，經(jīng)過(guò)10min反

應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時(shí)H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.125,用比0也)的濃度變化表示的反應(yīng)速率V(H2O)=。

H2s的平衡轉(zhuǎn)化率a=%o

2.(2024?廣東省深圳市高三期末節(jié)選X4)在一個(gè)2L恒容密閉容器中充入ImolCH30H(g),在催化劑作用

下發(fā)生反應(yīng)：

CH30H(g)HCHO(g)+H2(g)AH<0

CH30H(g)CO(g)+2H2(g)AH>0

在不同溫度下連續(xù)反應(yīng)20min后，測(cè)得甲醇的轉(zhuǎn)化率夕、甲醛的選擇性X與溫度的關(guān)系如下圖所示。

①600。(2時(shí)，體系中H2的物質(zhì)的量為mol,0~20min平均反應(yīng)速率。(HCHO)=

mol/(L-min)0

3.N2O4與NO2之間存在反應(yīng)N2t)4(g)2NO2(g)=將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中，在一

2

定條件下，該反應(yīng)N2O4>NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間存在關(guān)系：v(N2O4)=M-p(N2O4),v(NO2)=fe-p(NO2)-

其中所、依是與反應(yīng)溫度有關(guān)的常數(shù)。則一定溫度下，怎、心與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系是魚(yú)=。

4.(2024?云南師大附中高三適應(yīng)性考試節(jié)選)(3)恒溫、恒容密閉容器中加入CO2、H2,其分壓分別為

15kPa、50kPa,加入某催化劑使其發(fā)生CO2甲烷化反應(yīng)：CO2+4H2CH4+2H2O,研究表明CH4的反應(yīng)

64

速率V(CH4)=2X10-p(CO2)-p(H2)kPa/s,某時(shí)刻測(cè)得％0也)的分壓為20kPa,則該時(shí)刻v(CH4)=kPa/s?

5.Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)+I2(g),在716K時(shí)，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(shí)間t的關(guān)系如下表：

Z/min020406080120

x(HI)10.910.850.8150.7950.784

x(HI)00.600.730.7730.7800.784

上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為丫正=左正N(HI),逆反應(yīng)速率為丫逆=無(wú)逆X(H2)X(b)，其中左正、左逆為速率常數(shù)，

則左逆為(以K和左正表示)。若左正=0.0027mirTI在/^4Omin時(shí)，丫正=min-'

6.(2024?湖北鄂東南省級(jí)示范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟高三聯(lián)考節(jié)選)空氣中CO2含量的控制和CO2資源

利用具有重要意義。

(1)已知25。(3、1011<?2下，在合成塔中，可通過(guò)二氧化碳和氫氣合成甲醇，后續(xù)可制備甲酸。某反應(yīng)體

系中發(fā)生反應(yīng)如下：

C02(g)+Hi(g)-CO(g)+HoO(g)AHi=+41.2kJ-mor1

x(CO)X(HO)1.

該反應(yīng)的速率方程為"=左二一'V-2ymol-L-'h1,其中x表示相應(yīng)氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，/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(COJ=X(H2)=0.3,此時(shí)反應(yīng)

I的速率V=mol-L_1一（用含k的代數(shù)式表示）。

7.活性炭還原法也是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理為：2c（s）+2NO2（g）K^N2（g）+2co2（g）

AH<0o

已知該反應(yīng)的正反應(yīng)速率方程為丫正=左正-p2（NO2）,逆反應(yīng)速率方程為丫逆=左逆/（沖）〃.。?），其中k

正、左逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。則如圖（1g發(fā)表示速率常數(shù)的對(duì)數(shù)，暴示溫度的倒數(shù)）所示a、b、c、d

四條斜線中，能表示lgk正隨聶化關(guān)系的斜線是,能表示lgk逆隨聶化關(guān)系的斜線是

8.1molCH3CH2OH和1molH2O充入恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2co（g）+4H2（g）3cH20H（g）

+H2O（g）,在550K時(shí)，氣體混合物中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)MH?）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表所示。

t/min020406080100

X(H2)/%01529404848

4

上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率丫正=左正?N（CO>X（H2）,逆反應(yīng)速率丫逆=上逆?MCH3cH2OH>X（H2O）,其中k正、

上逆為速率常數(shù)，則左逆=（以及和人表示，其中心為用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)），若人=

75

mol-L'-min在/'=80min時(shí)，丫逆=

9.升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大，但是2NO（g）+O2（g）2NCh（g）的速率卻隨溫度的

升高而減小，某化學(xué)小組為研究特殊現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因，查閱資料知：2NO（g）+O2（g）K^2NO2（g）的反應(yīng)

歷程分兩步：

i：2N0（g）N2O2（g）（快），也正=也正―C2（N0）也逆=harc（N2O2）AHi<0

ii：N2（）2（g）+O2（g）rJ2NC）2（g）（慢），V2JE=fe1E-C（N2O2）-C（02）V2?=fe?-C2（NO2）AH2<0

一定溫度下，反應(yīng)2NO（g）+O2（g）2NO2（g）達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)寫(xiě)出用內(nèi)正、而逆、后2正、詼逆表示的

平衡常數(shù)表達(dá)式K=

10.（2024?云南部分名校高三聯(lián)考理科綜合節(jié)選）（3）在催化劑作用下，合成氨的反應(yīng)速率為

v=kca（N2）-cP（H2>c，（NHj（k為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。a、6丫為反應(yīng)級(jí)數(shù),

可取正整數(shù)、負(fù)整數(shù)、0,也可取分?jǐn)?shù)）。為了測(cè)定反應(yīng)級(jí)數(shù)，在一定溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如下:

11

序號(hào)c(N2)/(mol-L-)c(H2)/(molLi)C(NH3)/(mol-L)反應(yīng)速率

I111V

II2112v

III14116v

IV14216v

①a+B+y=。

②已知經(jīng)驗(yàn)公式為Rink=-號(hào)+C(其中，Ea、k分別為活化能、速率常數(shù)，R、C為常數(shù)，T為溫度)。

在催化劑作用下，測(cè)得Rink與溫度(1)的關(guān)系如圖1所示。

(140-

I120'

X

-100-

o

E80-

b60-

M

U40,

記20-

12345

jr/(10-3K-')

圖1

催化效率較高的是(填“Catl”或“Cat2”)，在Cat2催化劑作用下?；罨蹺a為

1

11.⑴已知合成氨反應(yīng)：1N2(g)+|H2(g)NH3(g)AH=-46.2kJ-moP,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)於=

?？?)嚴(yán)。余如)1.5,其中P，為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)，ON%、PN2、pH2為各組分的平衡分壓，如pNH3=MNH3)p,p

為平衡總壓，MNH3)為平衡系統(tǒng)中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。若往一密閉容器中加入的N2、%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,則屋=(用含w的最簡(jiǎn)

式表不)。

溫度/C

(2)某科研小組向一恒容密閉容器中通入2moic叢、2moicO2,控制適當(dāng)條件使其發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)

1

+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)AH=+247kJ.mor,測(cè)出CH4的某個(gè)平衡物理量X隨著溫度、壓強(qiáng)

的變化如圖所示

①X(填“能”或“不能”)表示平衡體系中CH4的體積分?jǐn)?shù)；小、2的大小關(guān)系為,

b點(diǎn)濃度商Qc與對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K相比，較大的是

-1

②若容器容積為2L,a點(diǎn)時(shí)C(CH4)=0.4mol-L,則相應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K=

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)：ak+bB—^cC+dD,其速率萬(wàn)

程為丫=左呢A)/(B)(左為只與溫度有關(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)的速率取決于慢的

基元反應(yīng)。

(1)已知反應(yīng)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)△”<(),在溫度低于250°C時(shí)是由兩個(gè)基元反應(yīng)

2

構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，該反應(yīng)的速率方程為V=Z:-C(NO2),則其兩個(gè)基元反應(yīng)分別為：I.=NO3+

；n.略，這兩個(gè)反應(yīng)中活化能較小的是o

(2)某科研小組測(cè)得380。(2時(shí)該反應(yīng)的C(NO2)、c(CO)與生成CO2的速率"(CO2)］的關(guān)系如下：

c(CO)/(mol-L-1)0.0250.050.025

c(NO2)/(mol-L-1)0.040.040.12

_1-12.2x10—44.4x10-46,6x10-4

v(CO2)/(mol-L-s)

則該溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k=L-mol〕sr

13.在TbK、1.0x104kPa下，等物質(zhì)的量的CO與CHU混合氣體可以合成乙醛，反應(yīng)化學(xué)方程式如下：

CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g)

實(shí)驗(yàn)測(cè)得：丫正=左正N(CO>p(CH4),v逆=%arp(CH3CHO),k正、左逆為速率常數(shù)，p為氣體的分壓(氣體分壓

°=氣體總壓P.BX體積分?jǐn)?shù))。若用氣體分壓表示的平衡常數(shù)長(zhǎng)「=4.5義10-5(匹獷1,則左正=(以k

逆表示)；當(dāng)CO轉(zhuǎn)化率為20%時(shí)，CH3CHO(g)的分壓p(CH3cH0)=___________kPa。

14.甲醇是重要的化工原料，又可作燃料。利用CO生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)為2H2(g)+CO(g)u^CH30H(g)。

已知：VE=fciE-x(CO).x2(H2),丫逆=上逆ECH3OH),其中丫正、V逆為正、逆反應(yīng)速率，k正、左逆為速率常數(shù)，X

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CH30H

的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化情況如圖所示。

%

/100

瞬90

東80

三

母70

s60

H50

O

40

ffoi30

20

10

250300350400450500550

溫度/P

⑴該反應(yīng)的AH0(填“〉”或點(diǎn)與C點(diǎn)的平衡常數(shù)關(guān)系為KB&(填，或"=")。

向平衡體系中加入高效催化劑，,將(填"增大”"減小''或"不變”)；再次增大體系壓強(qiáng)，左正一左逆的

值將(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)&=(6為以分壓表示的平衡常數(shù)，氣體分壓=氣體總壓x體積分?jǐn)?shù))。

(3)一定溫度下，將Hz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

始投料比為時(shí)，H2轉(zhuǎn)化率最大。

15.對(duì)于基元反應(yīng)，如aA+bBcC+dD,反應(yīng)速率1^正=%正?c"(A>d(B),1；逆=左逆?CC(C>C"(D),

其中左正、左逆是取決于溫度的速率常數(shù)。已知：

反應(yīng)I：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)A"i=—902kJ-mo「i

1

反應(yīng)n：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)AH2=-2740kJ-moP

1

反應(yīng)皿：N2(g)+O2(g)=2NO(g)Aft=+182.6kJ-moF

22

對(duì)于基元反應(yīng)IV：2NO(g)+O2(g)二^2NO2(g)A“4,在653K時(shí)，速率常數(shù)k正=2.6x103L-moF-s

-i,左逆=4.1x103L-mo「?sr

(1)AH4=________kJ-mol1

(2)計(jì)算653K時(shí)的平衡常數(shù)K=?

1

(3)653K時(shí)，若NO的濃度為0.006mol-L-,O2的濃度為0.290moLI/i,則正反應(yīng)速率為_(kāi)______mol-L

「sr

16.(2024?山東濟(jì)寧高三期末節(jié)選)研究CO2的資源綜合利用，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”有重要意義。

在CO2加氫合成CH30H的體系中，同時(shí)發(fā)生以下反應(yīng)：

反應(yīng)I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AHi

-1

反應(yīng)n.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=+41kJ-mol

1

反應(yīng)in.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH3=-90kJ-mor

(2)向體積為IL的密閉容器中，投入ImolCO?和3molHz，平衡時(shí)CO或CH30H在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量

分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖：

8o8o

%

6o6o

、

4o嶷

4o白

2o2O亞

O0

150200250300350400

溫度/℃

已知反應(yīng)n