内容正文:
专题2
化学反应速率与化学平衡
第1讲 描述运动的基本概念
03 反应速率常数与阿伦尼乌斯
公式的应用
重难点
第1讲 描述运动的基本概念
1.反应速率常数
(1)对于反应H2O2+2HI 2H2O+I2,其反应速率与反应物浓度间的关系为v=kc(H2O2)·c(HI),其中k为反应
速率常数。
(2)反应速率常数表示单位浓度下的化学反应速率。
(3)一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果,不能随意根据反应的化
学方程式直接写出。
第1讲 描述运动的基本概念
2.阿伦尼乌斯公式
1889年,阿伦尼乌斯在大量实验的基础上,提出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式:
k=A lnk=- · +lnA
指数形式 对数形式
式中:k为反应速率常数;A为比例系数;e为自然对数的底;R为理想气体常数;Ea为活化能,单位为
J·mol-1或kJ·mol-1。
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
1.反应速率常数与浓度无关,但受温度、催化剂等因素的影响。
2.同一反应,浓度相同时,反应速率常数越大,反应进行得越快。
3.浓度的方次可以是正数、负数或零,可以是整数也可以是分数,若某反应物浓度的方次为零,则该反应
物的浓度不影响反应速率。
特别提醒
当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率随之提高;当Ea<0时,升高温度,速率常数减小。
第1讲 描述运动的基本概念
lnk=- · +lnA可以写成Rlnk=- +C的形式,以lnk为纵坐标、 为横坐标作图,不同反应的Ea不同,
即斜率不同。Ea越大,直线越陡。
以2022年河北卷的13题图像为例:
a.反应②直线比反应①直线陡,说明反应②的活化能大于反应①的活化能;
b.升高温度,反应①、反应②的速率常数均增大,且反应②速率常数增大的幅度
大于反应①,说明反应①、反应②的Ea均大于0,且反应②的Ea大于反应①;
c.不同化学反应的Ea不同,升高相同温度时,速率常数增大的倍数不同。
第1讲 描述运动的基本概念
名师点拨
对于放热反应,逆反应的活化能(E2)大于正反应的活化能(E1),升高温度,逆反应速率增大的倍数大
于正反应速率增大的倍数,平衡逆向移动。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 阿伦尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式,可写作Rlnk=- +C(k为反应速率
常数, Ea为反应的活化能,R和C为大于0的常数)。甲醇生成丙烯的反应为3CH3OH(g) C3H6(g)+
3H2O(g) ,在m、n两种催化剂作用下,Rlnk~ 关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.对该反应催化效率较高的是催化剂n
B.速率常数k只与温度有关,与活化能、浓度等其他量都无关
C.其他条件不变时,升高温度,Ea不变,k增大
D.在催化剂m的作用下,该反应的活化能Ea=96 kJ·mol-1
B
第1讲 描述运动的基本概念
思路点拨 图像中对应直线越陡→斜率的绝对值越大→活化能越高→催化效率越低;根据点的坐标求
Ea。
解析 斜率的绝对值:m>n,活化能:m>n,故n的催化效率较高,A正确;阿伦尼乌斯公式表明速率常数k与
温度、活化能都有关,B错误;其他条件不变,升高温度,Ea不变,由Rlnk=- +C知,k增大,C正确;将点坐标
(7.2,56.2)和(7.5,27.4)代入Rlnk=- +C可得Ea=96 kJ·mol-1,D正确。
关键提醒 在公式k=A 中,由于温度T在指数项,所以它的微小变化就会引起速率常数的较大变化。
第1讲 描述运动的基本概念
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