第一章 素养发展1 平衡思想——速率常数和化学平衡常数的关系（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮（浙江专用）

素养发展1　平衡思想——速率常数和化学平衡常数的关系 [对应学生用书P16] 1．反应速率常数(k) 假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率。 (1)速率常数k与浓度、压强无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响； (2)通常反应速率常数越大，反应进行得越快。 2．正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，存在速率方程：v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，则化学平衡常数K＝＝；又知达到平衡时v正＝v逆，从而推知：K＝。 [典例] (2024·江苏南京六校联考)在两个起始容积都为1 L的恒温密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0，实验测得v正＝k正c(H2)·c(I2)；v逆＝k逆c2(HI)。k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是(　　) 容器 物质的起始浓度/(mol/L) 物质的平衡浓度/(mol/L) c(H2) c(I2) c(HI) c(I2) Ⅰ (恒容) 0.1 0.1 0 0.07 Ⅱ (恒压) 0 0 0.8 A.平衡时，容器 Ⅰ 与容器 Ⅱ 中的总压强之比为4∶1 B．平衡时，容器 Ⅱ 中c(I2)＞0.28 mol/L C．t ℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K＝ D．平衡时，向容器 Ⅰ 中再通入0.1 mol H2、0.1 mol I2和0.2 mol HI，此时v正＞v逆 C　解析：反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)前后气体分子总数不变，容器 Ⅰ 、 Ⅱ 等温等体积，则气体压强之比为物质的量之比，从投料看，容器 Ⅱ 中物质的物质的量为容器 Ⅰ 的4倍，故平衡时，容器 Ⅰ 与容器 Ⅱ 中的总压强之比为1∶4，A错误；结合反应特点和投料看，容器 Ⅰ 、 Ⅱ 的平衡为等效平衡，则平衡时容器 Ⅰ 中c(I2)＝0.07 mol/L, Ⅱ 中c(I2)＝0.28 mol/L，B错误；平衡时，v正＝v逆，已知v正＝k正c(H2)·c(I2)；v逆＝k逆c2(HI)，则平衡时， k正c(H2)·c(I2)＝k逆c2(HI)，则t ℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K＝＝，C正确；平衡时，向容器 Ⅰ 中再通入0.1 mol H2、0.1 mol I2和0.2 mol HI，等效于增大压强，则平衡不移动，此时v正＝v逆，D错误。 1．硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，实验测得：v正＝k正·c2(SO2)·c(O2)，v逆＝k逆·c2(SO3)。 容器编号 起始浓度/(mol/L) 平衡浓度/(mol/L) c(SO2) c(O2) c(SO3) c(O2) Ⅰ 0.6 0.3 0 0.2 Ⅱ 0.5 x 0.3 Ⅲ 0.3 0.25 0.2 已知：k正、k逆为速率常数，仅受温度的影响。下列说法错误的是(　　) A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：K＝ B．若容器 Ⅱ 中达到平衡时＝1，则x＝0.45 C．容器 Ⅲ 中达到平衡时，c(O2)＞0.25 mol/L D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则有m＜n B　解析：平衡常数K＝＝，A正确；根据“三段式法”及容器 Ⅰ 中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K＝1.25，容器 Ⅱ 中，达到平衡时＝1，K＝＝＝1.25，平衡时O2的浓度c(O2)＝0.8 mol/L，列三段式： 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g) 　　　0.5　　　x　　　　 0.3 　2(x－0.8)　(x－0.8)　 2(x－0.8) 0.5－2(x－0.8)　0.80.3＋2(x－0.8) 0．5－2(x－0.8)＝0.3＋2(x－0.8)，x＝0.85，B错误；容器 Ⅲ 中Q＝＝≈1.78>K，此时平衡向逆反应方向移动，则平衡时c(O2)>0.25 mol/L，C正确；该反应的ΔH<0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，k逆增大的幅度更大，n>m，D正确。 2．已知基元反应的速率符合质量作用定律，如基元反应H2＋2I―→2HI，v＝kc(H2)·c2(I)(k为速率常数)。卤代烃RX发生水解反应有两种历程，能量变化如下图所示，下列说法不正确的是(　　) A．若RX的水解速率v＝kc(RX)·c(OH－)，则反应按历程1进行 B．调节NaOH浓度，观察分层现象消失的用时变化，可确定RX的水解历程 C．相同条件下，按反应历程2，碘代烷(CH3)3CI水解速率要快于氯代烷(CH3)3CCl D．取水解液，加AgNO3溶液，根据沉淀颜色可判断卤代烃RX中的卤素原子 D　解析：基元反应的速率符合质量作用定律，若RX的水解速率v＝kc(RX)·c(OH－)，即反应为基元反应，图中历程1为基元反应，A正确；分层现象消失即水解完毕，观察分层现象消失的用时变化，可确定化学反应的速率，从而确定RX的水解历程，B正确；原子半径I大于Cl，即键长C—I大于C—Cl，C—Cl键能更大，即相同条件下，按反应历程2，碘代烷(CH3)3CI水解速率要快于氯代烷(CH3)3CCl，C正确；取水解液，加入稀硝酸酸化，中和掉OH－，再加AgNO3溶液，根据沉淀颜色可判断卤代烃RX中的卤素原子，D错误。 3．肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)⇌MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。 (1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。 (2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝________s－1·kPa－1。 答案：(1)　(2)2　120 解析：(1)可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，由于v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)，则有k正·c(Mb)· p(O2)＝k逆·c(MbO2)，＝，而反应Mb(aq)＋O2(g)⇌MbO2(aq)的平衡常数K＝＝。 (2)将c点时，p(O2)＝4.5 kPa，肌红蛋白的结合度(α)90%代入平衡常数表达式中可得K＝＝＝2；K＝，将K＝2，k逆＝60 s－1代入该表达式，可得k正＝K·k逆＝2×60 s－1·kPa－1＝120 s－1·kPa－1。 [课时提升训练(3)见P161] 学科网（北京）股份有限公司 $$