高中化学 加练 第十一章　微题型91　速率常数的分析与计算

微题型91速率常数的分析与计算(1~3题，每小题8分，4~5题，每小题9分，共42分)1.(2025·全国模拟预测)2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的速率方程为v=kcn(H2O)，其中v为净反应速率；k为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应的反应级数，可以为正数、0、负数。已知反应物起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，H2O(g)在某催化剂表面上反应得到的数据如表。下列说法正确的是()t/min0102030405060c(H2O)/(mol·L-1)0.300.250.200.150.100.050A.该反应的速率常数为0.05mol·L-1·min-1B.其他条件不变，压缩体积增大压强后，净反应速率无明显变化C.若起始反应物浓度为0.60mol·L-1，半衰期不变D.使用Mg粉吸收O2，可使平衡正向移动，提高H2O(g)的平衡转化率答案B解析分析表中数据可知，反应速率与水蒸气浓度无关，是一个恒速反应，所以n=0，v=k，计算可得v=k=0.005mol·L-1·min-1，A错误；压缩体积增大压强，虽然水蒸气浓度增大，但是净反应速率与水蒸气浓度无关，故净反应速率无明显变化，B正确；设起始反应物浓度为cmol·L-1，半衰期t=c2v=c2k，可知半衰期与起始浓度成正比，表中起始反应物浓度为0.30mol·L-1，半衰期为30min，若起始反应物浓度为0.60mol·L-1，则半衰期为60min，2.丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)的速率方程为v=kcm(CH3COCH3)·cn(Br2)·cp(HCl)，其中k为速率常数，与温度有关；“m+n+p”为反应级数。某温度时，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/sCH3COCH3HClBr2①0.800.200.0010200②1.600.200.0010100③0.800.400.0010100④0.800.200.0020400分析该组实验数据所得出的结论错误的是()A.增大c(Br2)，能延长溶液颜色消失的时间B.实验②和③的平均速率相等C.实验①在200s内的平均速率v(CH3COCH3)=0.004mol·L-1·s-1D.反应级数为2答案C解析实验①④中的丙酮和HCl的浓度是相同的，而实验④中的溴的浓度比实验①的大，溴颜色消失所需时间变长，说明增大c(Br2)能延长溶液颜色消失的时间，A正确；对比实验②和③的数据，c(Br2)相等，溴颜色消失所需的时间也相等，所以溴的反应速率是相等的，B正确；实验①在200s内的平均速率v(CH3COCH3)=v(Br2)=0.001mol·L-1200s=5×10-6mol·L-1·s-1，C错误；对比实验①和②的数据可知，②中CH3COCH3的浓度是①的2倍，速率也是①的2倍，则m=1，对比实验①和③的数据可知，③中HCl的浓度是①的2倍，速率也是①的2倍，则p=1，对比实验①和④的数据可知，④中Br2的浓度是①的2倍，溴颜色消失所需时间为①的2倍，则n=0，m+n+p=2，反应级数为3.(2025·张家界模拟)在某密闭容器中充入等物质的量的SO2(g)和Cl2(g)，发生反应：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)，该反应的速率方程：v正=kc(SO2)·c(Cl2)，其中k为速率常数，已知速率常数与反应活化能(Ea，单位为kJ·mol-1)、温度(T，单位为K)的关系式为Rlnk=-EaT+C(R、C为常数)，-Rlnk与催化剂、1T的关系如图所示。下列说法正确的是(A.降低温度会导致速率常数k增大B.催化剂A的催化效果比催化剂B的好C.使用催化剂B时：150kJ·mol-1<Ea<200kJ·mol-1D.依据反应体系中SO2体积分数不变，可确定该反应达到化学平衡状态答案C解析根据关系式：Rlnk=-EaT+C，降低温度，T减小，k减小，A错误；相同温度(1T相同)时，催化剂B对应的-Rlnk更小，即k更大，反应速率更快，催化效果更好，B错误；初始SO2和Cl2物质的量相等，反应中按物质的量为1∶1消耗，平衡时SO2体积分数=n-x2(4.室温下，某溶液中初始时仅溶有等物质的量的M和N，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Z；②M+N=X+Y(产物均易溶)。反应①的速率v1=k1c2(M)，反应②的速率v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中M和Z的浓度随时间变化如图。下列说法正确的是()A.反应过程中，体系中Y和Z的浓度之比逐渐减小B.0~30min内，M的平均反应速率约为6.7×10-4mol·L-1·min-1C.若反应能进行完全，则反应结束时37.5%的N转化为YD.反应的活化能：①>②答案C解析由图可知，M的起始浓度为0.5mol·L-1，反应①的速率v1=k1c2(M)，反应②的速率v2=k2c2(M)，k1、k2为速率常数，则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变，所以Y、Z的浓度之比始终不变，A错误；由图可知，30min时Δc(M)=0.5mol·L-1-0.300mol·L-1=0.2mol·L-1，M的平均反应速率为0.2mol·L-130min≈6.7×10-3mol·L-1·min-1，B错误；①M+N=X+Z，②M+N=X+Y，则体系中始终有c(Y)+c(Z)=Δc(M)，30min时，c(Z)=0.125mol·L-1，则c(Y)=0.2mol·L-1-0.125mol·L-1=0.075mol·L-1，即反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比为0.075mol·L-1∶0.125mol·L-1=3∶5，当反应能进行到底时，c(Y)+c(Z)=0.5mol·L-1，则c(Z)=53+5×0.5mol·L-1=0.3125mol·L-1，c(Y)=33+5×0.5mol·L-1=0.1875mol·L-1，反应结束时N转化为Y的转化率为0.1875mol·L-10.5mol·L-1×100%=37.5%，C正确；30min时，v(Y)∶v(Z)=Δc(Y)∶Δc(Z)=3∶5，即v(Y)<v(Z)5.(2025·长沙模拟)由X合成T的过程如图。某温度下，保持体系中L浓度恒定，向恒容反应器中加入10mol·L-1X发生图中系列反应。各反应的速率方程均可表示为v=k·c(m)·c(n)，其中c(m)、c(n)分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(k1~k5分别对应反应①~⑤)。已知该温度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5=100∶21∶7∶4∶23。下列说法正确的是()A.充入惰性气体(不参与反应)，使压强增大能提高各步骤的反应速率B.30min时，若c(X)=6.70mol·L-1，则此时v(X)=0.011mol·L-1·min-1C.随T的含量增加，c(D)D.c(T)不发生变化时，体系中X的含量一定为0答案C解析恒容条件下，充入惰性气体(不参与反应)，压强增大，但原物质的浓度不变，反应速率不变，A错误；30min时，若c(X)=6.70mol·L-1，则Δc(X)=3.30mol·L-1，则前30min内，v(X)=Δc(X)Δt=0.11mol·L-1·min-1，B错误；由k2∶k3∶k4∶k5=21∶7∶4∶23可知，D的生成速率比G的生成速率大，G的消耗速率比D大，则随T的含量增加，c(D)c(G)增大，C正确；c(T)6.(8分，每空4分)CO2催化加氢制备甲醇可以减少CO2的排放，化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，反应的速率常数k与反应温度T的关系遵循Arrhenius方程，实验