第2章 微专题3 化学反应速率常数 （Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

1．速率常数含义 假设基元反应为aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝kca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数。k不受反应物浓度的影响，但受温度的影响。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。 2．基元反应的速率方程 基元反应aA＋bBcC＋dD的速率方程可写为： v正＝k正ca(A)·cb(B)(k正为正反应的速率常数) v逆＝k逆cc(C)·cd(D)(k逆为逆反应的速率常数) 基元反应的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。 1．(2023·洛阳期中)化学反应速率与反应物浓度的关系式(称为速率方程)是通过实验测定的，以溶液中的反应3X＋2Y2Z为例，可先假设该反应的速率方程为v＝k·cm(X)·cn(Y)，然后通过实验测得的数据，算出k、m、n的值，再将k、m、n的值代入上式，即得速率方程。现测得25 ℃时该反应在不同浓度时的反应速率如表： 编号 c(X)/(mol·L－1) c(Y)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1) 1 0.10 0.10 4.0×10－4 2 0.20 0.10 1.6×10－3 3 0.30 0.10 3.6×10－3 4 0.30 0.20 7.2×10－3 下列说法错误的是(　　) A．其他条件不变，升高温度k值增大 B．根据数据推算出k的数值为0.4 C．根据数据推算出m的数值为1，n的数值为2 D．当c(X)＝c(Y)＝0.25 mol·L－1时，v＝6.25×10－3 mol·L－1·s－1 解析　C　在其他条件不变时，升高温度，化学反应速率常数k值增大，A正确；根据实验1可知：①v＝k×0.10m×0.10n＝4.0×10－4；根据实验2可知②：v＝k×0.20m×0.10n＝1.6×10－3；整理可得m＝2；根据实验3可知：③v＝k×0.30m×0.10n＝3.6×10－3；根据实验4可知④：v＝k×0.30m×0.20n＝7.2×10－3；整理可得n＝1；将m＝2，n＝1带入实验1的①中v＝k×0.102×0.101＝4.0×10－4，可得k＝0.4，B正确，C错误；根据上述分析可知，k＝0.4，m＝2，n＝1，若c(X)＝c(Y)＝0.25 mol·L－1，则v＝0.4×0.252×0.251 mol·L－1·s－1＝6.25×10－3mol·L－1·s－1，D正确。 2．对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，速率方程v＝k[c(A)]m[c(B)]n，k为速率常数(只受温度影响)，m＋n为反应级数。已知H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)，CO的瞬时生成速率＝k[c(H2)]m[c(CO2)]。一定温度下，控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，改变H2起始浓度，进行以上反应的实验，得到CO的起始生成速率和H2起始浓度呈如图所示的直线关系。 (1)该反应的反应级数为________________。 (2)速率常数k＝__________________。 (3)当H2的起始浓度为0.2 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，此时CO的生成瞬时速率v＝____________mol·L－1·s－1。 解析　(1)控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，根据CO的起始生成速率＝k[c(H2)]m[c(CO2)]和H2起始浓度呈直线关系可知，m＝1，该反应的反应级数为1＋1＝2；(2)将图像上的点(0.4，1.5)代入v＝ k[c(H2)][c(CO2)]中有：1.5＝0.4×k×0.25，解得k＝15；(3)由于CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，Δc(CO2)＝(0.25－0.2)mol·L－1＝0.05 mol·L－1，Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.05 mol·L－1，H2的瞬时浓度为c(H2)＝(0.2－0.05)mol·L－1＝0.15 mol·L－1，此时CO的生成瞬时速率v＝15×0.15×0.2＝0.45。 答案　(1)2　(2)15　(3)0.45 3．(2023·合肥期中)某探究小组利用丙酮的溴代反应CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr，研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定，在一定温度下，获得如下实验数据： 实验序号 初始浓度c/(mol·L－1) 溴颜色消失所需时间t/s CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 x 0.001 0 145 ③ y 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 ⑤ 0.80 0.20 0.004 0 t1 (1)表格中x＝________，y＝________。 (2)已知该反应速率方程：v＝kca(CH3COCH3)cb(HCl)cd(Br2)，其中k为仅与温度有关的速率常数。由上表数据可推测出a＝________，b＝________，d＝________。 (3)t1＝________。已知反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，则该反应________(填“是”或“不是”)基元反应。 解析　(1)实验①和②CH3COCH3初始浓度不同，则HCl浓度相同，因此x＝0.20；实验①和③HCl初始浓度不相同，则CH3COCH3浓度相同，因此y＝0.80； (2)实验②中CH3COCH3初始浓度是实验①的2倍，溴颜色消失时间实验②是实验①的一半，则CH3COCH3初始浓度与反应速率成正比例关系，a＝1；实验③中HCl初始浓度是实验①的2倍，溴颜色消失时间实验③是实验①的一半，则HCl初始浓度与反应速率成正比例关系，b＝1；实验④中Br2初始浓度是实验①的2倍，溴颜色消失时间实验④是实验①的2倍，则Br2初始浓度与反应速率成反比例关系，d＝－1； (3)对比实验①和④可知溴初始浓度增大1倍，溴颜色消失时间扩大1倍，即t1＝580×2＝1 160；由表中实验数据可知HCl浓度不一样，反应速率不一样，因此HCl实质上参与了反应，故CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr不是基元反应。 答案　(1)0.20　0.80　(2)1　1　－1 (3)1 160　不是 学科网（北京）股份有限公司 $$