2023届高考化学鲁科版一轮复习热点强化练12　速率常数与平衡常数的关系.docx

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1、热点强化练12速率常数与平衡常数的关系1.瑞典化学家阿累尼乌斯的化学反应速率经验定律为k=Ae-EaRT(k为速率常数,k正、k逆为正、逆速率常数,A、R为常数,Ea为活化能,T为绝对温度,e为自然对数底数,约为2.718)。由此判断下列说法中正确的是(B)A.其他条件不变,升高温度,k正增大,k逆变小B.其他条件不变,使用催化剂,k正、k逆同倍数增大C.其他条件不变,增大反应物浓度,k正增大,k逆不变D.其他条件不变,减小压强,k正、k逆都变小解析:其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,因此k正、k逆均增大,A项错误;催化剂对正、逆反应速率有相同影响,因此其他条件不变,使用催化剂,k

2、正、k逆同倍数增大,B项正确;反应速率常数只与温度和活化能有关,其他条件不变时,增大反应物浓度或减小压强,k正、k逆都不变,C、D项错误。2.(2021河南郑州一中月考)温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得v正=v消耗(NO2)=k正c2(NO2),v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法不正确的是(C)容器编号物质的起始浓度/(mol/L)物质的平衡浓度/(mol/L)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.

3、50.200.50.35A.温度为T1,反应达平衡时,容器中的平衡常数K=0.8B.达平衡时,速率常数和化学平衡常数的关系K=k正k逆C.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2v逆解析:由容器中反应列三段式,2NO2(g)2NO(g)+O2(g)起始量/(mol/L)0.600变化量/(mol/L)0.40.40.2平衡量/(mol/L)0.20.40.2可以求出平衡常数K=c2(NO)c(O2)c2(NO2)=0.8,A正确;在平衡状态下,v正=v消耗(NO2)=v逆=v消耗(NO),所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2),进一步求出k正k逆=K,B正确;温度为T2时,k正k逆

4、=K2=10.8,因为正反应是吸热反应,升高温度后化学平衡常数变大,所以T2T1,C不正确;容器反应达平衡前,正反应速率大于逆反应速率,v正v逆,D正确。3.(2021山东济宁实验中学月考)NO2可发生二聚反应生成N2O4,化学方程式为2NO2N2O4反应达到平衡后,升高温度可使体系颜色加深。已知该反应的正反应速率方程为v正=k正c2(NO2),逆反应速率方程为v逆=k逆c(N2O4),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。则如图(lg k表示速率常数的对数;1T表示温度的倒数)所示、四条斜线中,能表示lg k正随1T变化关系的是斜线(C)A.B.C.D.解析:该反应的正反应为放热反应,升

5、高温度,1T减小,化学平衡逆向移动,则K=c(N2O4)c2(NO2)=k正k逆减小,温度升高,活化分子百分数增大,导致v正、v逆增大,k正、k逆都增大,但k正增大倍数小于k逆增大倍数,所以lg k正、lg k逆都随着温度升高而增大,但lg k正增大倍数小于lg k逆增大倍数,根据图知,表示lg k正随1T变化关系的是斜线,能表示lg k逆随1T变化关系的是斜线。4.(双选)丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2CH3COCH2I+HI的速率方程为v=kcm(CH3COCH3)cn(I2),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始时的一半时所需的时间)为0.7k。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如下表所

6、示。c(CH3COCH3)/(molL-1)c(I2)/(molL-1)v/(10-3molL-1min-1)0.250.0501.40.500.0502.81.000.0505.60.500.1002.8下列说法正确的是 (AD)A.速率方程中的m=1、n=0B.该反应的速率常数k=2.810-3min-1C.增大I2的浓度,反应的瞬时速率加快D.在过量的I2存在时,反应掉87.5%的CH3COCH3所需的时间是375 min解析:由第一组数据和第二组数据可得(0.500.25)m=2.810-31.410-3,则m=1,由第二组数据和第四组数据可得(0.1000.050)n=2.810-3

7、2.810-3,则n=0,A选项正确;由A可知,m=1,n=0,则v=kc(CH3COCH3),代入第一组数据可得,k=5.610-3 min-1,B选项错误;由第二组数据和第四组数据分析可知,当其他条件不变时,增大I2的浓度,反应的瞬时速率不变,C选项错误;存在过量的I2时,反应掉87.5%的丙酮可以看作经历3个半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需的时间为30.75.610-3 min=375 min,D选项正确。5.聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6

8、H13(l)+CH3OH(l)。已知:v正=k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH),其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的物质的量分数。反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比11投料,测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如图所示。该醇解反应的H(填“”或“0。k正、k逆是温度的函数,根据平衡移动的规律,k正受温度影响更大,因此温度升高,k正增大的程度大于k逆的,因此,k正-k逆值最大的曲线是。根据v正=k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH

9、),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH),A点 x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)大,温度高,因此A点v正最大,C点x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)大且温度高,因此C点v逆最大。答案:AC6.(2021山东泰安模拟)氮和硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的基元反应如下(E为活化能):2NO(g)N2O2(g)E1=82 kJmol-1v=k1c2(NO)N2O2(g)2NO(g)E-1=205 kJmol-1v=k-1c(N2O2)N2O2(g)+O2(g)2N

10、O2(g)E2=82 kJmol-1v=k2c(N2O2)c(O2)2NO2(g)N2O2(g)+O2(g)E-2=72 kJmol-1v=k-2c2(NO2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=kJmol-1,平衡常数K与上述反应速率常数k1、k-1、k2、k-2的关系式为K=。某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.810-2L2mol-2s-1,速率表达式v=kc2(NO)c(O2),当反应物浓度都是0.05 molL-1时,反应的速率是molL-1s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的倍。(2)某研究小组研究T

11、1、T2时,氮、硫的氧化物的转化:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)H”“”或“=”)T2,温度为T1时化学平衡常数Kp=。由平衡状态a到b,改变的条件是。解析:(1)根据基元反应含义,第1、3反应为正方向的2个基元反应,第2、4为逆方向的2个基元反应,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=E2+E1-E-1-E-2=-113 kJmol-1,平衡常数K=c2(NO2)c(O2)c2(NO),反应到达平衡时,v正=v逆,所以k1c2(NO)=k-1c(N2O2),k2c(N2O2)c(O2)=k-2c2(NO2),则有k1k2k-1k-2=c2(NO2)c(N2O2)c(O

12、2)c2(NO)c(N2O2)=c2(NO2)c(O2)c2(NO)=K。某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.810-2L2mol-2s-1,当反应物浓度都是0.05 molL-1时,反应的速率为kc2(NO)c(O2)=8.810-2L2mol-2s-1(0.05 molL-1)3=1.110-5molL-1s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,浓度增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的23=8(倍)。(2)该反应的正反应为放热反应,温度越高,Kp越小,则T1T2;温度为T1时化学平衡常数Kp=p(NO)p(SO3)p(NO2)p(SO2)=110-2。根据坐标可知,由平衡状态a到b,改变的条件是保持温度为T1,将容器体积缩小为原来的110。答案:(1)-113k1k2k-1k-21.110-58(2)110-2保持温度为T1,将容器体积缩小为原来的110