第7章 热点微课12 化学速率常数及其应用-【创新教程】2024高考化学总复习大一轮教师用书word（新教材，人教单选版）

　　　　　化学速率常数及其应用 [考点突破] 利用题给的陌生原理和规律进行解题是近几年高考的一大热点，主要考查考生的迁移运用能力，但得分率极低；今以化学速率常数为例进行讲解拓展，旨在让考生学会灵活变通，做到举一反三，稳取高分。 1．速率常数的含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1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。 2．速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) 则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数) 如：①SO2Cl2SO2＋Cl2　v＝k1c(SO2Cl2) ②2NO2O2＋2NO　v＝k2 c2(NO2) ③2H2＋2NON2＋2H2O　v＝k3c2(H2)·c2(NO) 3．速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。 4．实例分析 探究速率常数的应用，对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)来说，v正＝k正x2(SiHCl3)，v逆＝k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，某温度下化学反应如果达到平衡状态，则：v正＝v逆，就可以找到k正与k逆的相互关系，进行一些常量的计算。 [典题应用] 　(2022·辽宁卷节选) 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1　ΔS＝－200 J·K－1·mol－1 回答下列问题： (1)合成氨反应在常温下　__________　(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)　__________　温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，　__________　温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400～500 ℃。 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。 (3)方案二：M－LiH复合催化剂。 下列说法正确的是　__________　。 a．300℃时，复合催化剂比单一催化剂效率更高 b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率 c．温度越高，复合催化剂活性一定越高 (4)某合成氨速率方程为：v＝kcα(N2)cβ(H2)·cγ(NH3)，根据表中数据，γ＝　__________　； 实验 c(N2)/ (mol·L－1) c(H2)/ (mol·L－1) c(NH3)/ (mol·L－1) v/(mol· L－1·s－1) 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为______________________________。 a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率 解析：(1)对于合成氨反应，常温下， ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.4 kJ·mol－1－298K×(－0.2 kJ·K－1·mol－1)＝－32.8 kJ·mol－1<0，故合成氨反应在常温下能自发进行；(2)其他条件一定时，升高温度，可以提供更高的能量，使活化分子百分数增大，反应速率加快；合成氨反应是放热反应，要提高平衡转化率，即使反应平衡正向移动，应降低温度；故答案为：高、低；(3)由题图可知，300 ℃时，复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单－催化剂催化时大很多，说明300 ℃时复合催化剂比单－催化剂效率更高，a正确；同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不能使平衡发生移动，故不能提高氨的平衡产率，b错误；温度过高，复合催化剂可能会失去活性，催化效率反而降低，c错误；故选a；(4)将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①q＝k·mα·nβ·pγ，③10q＝k·mα·nβ·(0.1p)γ，可得γ＝－1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高正反应速率，a正确，c错误；反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误。 答案：(1)能　(2)高　低　(3)a　(4)－1　a [对点集训] 1．(2021·全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题： (1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现。该元素是　________　。 (2)氯铂酸钡