13.小专题-速率常数
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化学反应的速率常数计算公式化学反应速率常数是描述化学反应速度快慢的物理量,通常用k表示。
它是在一定温度下,反应物浓度单位时间内消失或生成的物质的摩尔数与反应物浓度的乘积的比值。
化学反应速率可用动力学方程进行描述,其中的速率常数是一个关键参数。
本文将介绍化学反应速率常数的计算公式及其含义。
一、速率常数的基本定义速率常数(k)定义为在一定温度下,反应物浓度单位时间内消失或生成的物质的摩尔数与反应物的浓度的乘积的比值。
速率常数反映了反应的快慢程度。
二、速率常数的计算公式速率常数的计算公式取决于反应的级数。
根据反应级数的不同,可以分为一级反应、二级反应和零级反应。
1. 一级反应一级反应的速率常数计算公式为k = k0 * e^(-Ea/RT),其中k0为指前因子,Ea为活化能,R为气体常数,T为温度(单位为开尔文)。
该公式描述了一级反应速率常数和温度之间的关系。
2. 二级反应二级反应的速率常数计算公式为k=A*e^(-Ea/RT),其中A为碰撞频率因子。
二级反应的速率常数也与温度有关。
3. 零级反应零级反应(亦称为无级反应)的速率常数计算公式为k = k0,其中k0为指前因子。
与温度无关,速率常数固定。
三、速率常数的物理意义速率常数描述了反应的快慢程度,它越大代表反应速率越快,反之越慢。
速率常数与反应物浓度和温度相关。
在一定温度下,反应物浓度越高,速率常数越大;反应温度越高,速率常数也越大。
速率常数的单位通常为mol/(L*s),取决于反应级数。
四、实例分析以一级反应为例,假设某一化学反应的速率常数为0.1 L/mol/s,活化能为50 kJ/mol,温度为298 K。
根据速率常数计算公式k = k0 * e^(-Ea/RT),代入相关数值计算得到k = k0 * e^(-50000/(8.314*298))。
通过计算可得到速率常数的具体数值。
五、结论化学反应速率常数是描述反应快慢的物理量,根据反应级数的不同,计算公式也不同。
速率常数知识点总结归纳速率常数是描述化学反应速率的重要参数,它是指在一定温度下,反应物的浓度每变化一个单位时,反应速率的变化量。
速率常数通常用k表示,它是一个特定温度下的常数,只有在该温度下才能确定。
速率常数的大小取决于反应的类型、反应物的浓度、温度和催化剂等因素。
速率常数可以通过实验测定得出,也可以通过理论推导计算得到。
速率常数与速率方程密切相关,速率方程描述了反应速率随反应物浓度的变化规律,他们之间的关系可以用下列一阶反应为例进行说明:一阶反应的速率方程为:r = k[A]速率方程表明了反应速率与反应物浓度之间的关系,速率常数k则代表了反应速率与反应物浓度之间的比例关系。
速率常数的单位通常是mol/Ls,表示每秒钟单位体积内反应物消失的摩尔数。
它是一个由化学反应是否进行,反应速率是否快慢等条件决定的参数。
速率常数与反应机理有着密切的关系,它可以反映出反应的具体速率表达式和由此得出的反应机理。
在选择合适的反应模型和探索反应机理时,速率常数是一个不可或缺的重要参数。
速率常数的温度依赖性很大,通常遵循阿累尼乌斯方程。
阿累尼乌斯方程表明了速率常数与温度之间的关系,它可以通过实验测定得出:k = A * exp(-Ea/RT)其中,A为频因子,Ea为活化能,R为气体常数,T为温度。
阿累尼乌斯方程反映了速率常数与温度的指数关系,随着温度升高,频因子A增大,活化能Ea减小,速率常数k增大。
速率常数的知识点总结:速率常数是描述化学反应速率的重要参数,它与反应速率、温度、反应类型和反应机理等紧密相关。
速率常数可以通过实验测定得出,也可以通过理论推导计算得到。
速率常数与速率方程密切相关,速率方程描述了反应速率随反应物浓度的变化规律,速率常数则代表了反应速率与反应物浓度之间的比例关系。
速率常数的单位通常是mol/Ls,表示每秒钟单位体积内反应物消失的摩尔数,它是一个由化学反应是否进行,反应速率是否快慢等条件决定的参数。
化学反应速率与速率常数化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或产生物质的数量变化,与反应物浓度的变化率成正比。
速率常数是描述反应速率的数值常数,它反映了反应物浓度变化多少导致单位时间内反应速率的变化。
本文将探讨化学反应速率与速率常数的关系,并讲解影响反应速率的因素。
一、反应速率的定义反应速率可以用公式表示为:速率= ΔC/Δt其中,ΔC是反应物浓度变化量,Δt是反应时间间隔。
反应速率的单位通常为摩尔/升·秒(mol/L·s)。
二、速率常数的概念速率常数是一个衡量反应速率的参数,表示在特定温度下,在反应物浓度为1摩尔/升时,反应速率的大小。
速率常数通常用k表示,其单位为摩尔/升·秒(mol/L·s)。
例如,对于一级反应A→产物,反应速率可以用以下公式表示:速率 = k[A]其中,[A]表示反应物A的浓度。
速率常数k决定了反应速率的大小,它的数值越大,反应速率越快。
三、速率常数与反应阶数的关系反应阶数指的是影响反应速率的各个反应物浓度的幂次。
对于一个简单的反应A + B→产物,如果反应速率与A和B的浓度均成正比,即速率 = k[A]^x[B]^y,那么该反应的反应阶数为x和y。
根据速率常数的定义,可知速率常数的数值与反应阶数有关。
对于一级反应,速率常数k只与反应物A的浓度成正比;对于二级反应,速率常数k与反应物A和B的浓度成正比。
四、影响反应速率的因素1. 温度:温度是影响反应速率的重要因素,通常情况下,温度升高反应速率增加。
2. 反应物浓度:反应物浓度越高,反应速率越快。
反应物浓度的增加会导致反应物分子碰撞的频率增加,从而增加反应速率。
3. 催化剂:催化剂可以降低反应的活化能,从而提高反应速率,但催化剂本身不参与反应,并在反应结束后保持不变。
4. 反应物的物理状态:反应物的物理状态也会影响反应速率。
通常情况下,溶液相反应比气体相反应速率快,气体相反应比固体相反应速率快。
化学反应的速率常数化学反应的速率常数是用来描述化学反应速率的一个重要参数。
它表示单位时间内反应物消失或生成物产生的量与反应物浓度或生成物浓度的关系。
本文将介绍化学反应速率常数的含义、计算方法和影响因素。
一、速率常数的含义速率常数(k)是化学反应速率与反应物浓度之间的比例关系的比例常数。
对于简单的一级反应,可以用下式表示:速率= k[A]其中,速率表示单位时间内反应物消失或产生物生成的量,[A]表示反应物A的浓度。
二、速率常数的计算方法速率常数的计算要根据实验数据进行,一般可以通过初始速率法或者积分法来确定。
1. 初始速率法对于简单的一级反应,可以通过测量不同浓度下的初始速率来确定速率常数。
具体步骤是:1) 准备一系列具有不同浓度的反应物溶液,保持其他条件不变。
2) 分别测量每个溶液的初始速率。
3) 利用速率与浓度的关系,可以得到速率常数k。
2. 积分法对于简单的一级或者二级反应,可以通过积分反应物浓度随时间变化的关系来确定速率常数。
具体步骤是:1) 进行一系列反应,记录反应物浓度随时间的变化曲线。
2) 对实验数据进行积分处理,得到反应物摩尔浓度与时间的关系。
3) 根据不同反应级别的反应动力学方程,可以利用积分数据得到速率常数k。
三、影响速率常数的因素速率常数受多个因素的影响,主要包括温度、浓度和催化剂等。
1. 温度温度是影响速率常数的主要因素之一。
一般来说,温度升高会导致速率常数增大,即反应速率加快。
这是因为温度的升高使分子的平均动能增加,有利于碰撞反应的进行。
2. 浓度反应物浓度对速率常数也有影响。
通常来说,反应物浓度增加会导致速率常数增大,即反应速率加快。
这是因为增加浓度会增加有效碰撞的频率,从而提高反应速率。
3. 催化剂催化剂是能够加速反应速率的物质。
催化剂通过提供新的反应路径,降低了反应的活化能,从而增加了速率常数。
催化剂在反应过程中不会被消耗,可以反复使用。
四、总结速率常数是描述化学反应速率的重要参数,可以通过实验数据计算得到。
吸收、转化和应用陌生信息来进行阶梯,是近几年高考的热点,主要考查学生的迁移运用能力。
1.速率常数含义速率常数(k )是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L -1时的反应速率。
在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数,在恒温条件下,速率常数不随反应物浓度的变化而改变。
因此,可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
2.速率方程一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应:a A +b B===g G +h H则v =kc a (A)·c b (B)(其中k 为速率常数)。
如:①SO 2Cl 2SO 2+Cl 2 v =k 1c (SO 2Cl 2) ②2NO 22NO +O 2 v =k 2c 2(NO 2)③2H 2+2NON 2+2H 2O v =k 3c 2(H 2)·c 2(NO)3.速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数将有不同的值,但浓度不影响速率常数。
例题:(2017·江苏高考改编)温度为T 1时,在三个容积均为1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO 2(g)2NO(g)+O 2(g)(正反应吸热)。
实验测得:v 正=v (NO 2)消耗=k 正c 2(NO 2),v 逆=v (NO)消耗=2v (O 2)消耗=k 逆c 2(NO)·c (O 2),k 正、k 逆为速率常数,受温度影响。
下列说法正确的是( )容器编号 物质的起始浓度(mol·L -1) 物质的平衡浓度(mol·L -1)c (NO 2) c (NO) c (O 2) c (O 2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ0.50.35A .达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B .达平衡时,容器Ⅱ中c (O 2)c (NO 2)比容器Ⅰ中的大C .达平衡时,容器Ⅲ中NO 的体积分数小于50%D .当温度改变为T 2时,若k 正=k 逆,则T 2<T 1[分析] 容器Ⅰ中平衡时,c (NO 2)=0.2 mol·L -1,c (NO)=0.4 mol·L -1,c (O 2)=0.2 mol·L -1,容器容积为1 L ,气体总物质的量为(0.2+0.4+0.2)mol =0.8 mol ,容器Ⅱ中投入量为(0.3+0.5+0.2)mol =1 mol ,若容器Ⅱ中投入课题:速率常数总第( )期 命题人:沈立鹏量与平衡量相等,则两容器内压强之比为0.8∶1=4∶5,根据容器Ⅰ中的相关数据,知该反应的平衡常数K=0.2 mol·L-1×(0.4 mol·L-1)2(0.2 mol·L-1)2=0.8 mol·L-1,容器Ⅱ中Q c=0.2 mol·L-1×(0.5 mol·L-1)(0.3 mol·L-1)22≈0.56 mol·L-1<K,说明容器Ⅱ中反应未达到平衡,反应向右进行,则达到平衡时两容器中压强之比小于4∶5,A项错误;容器Ⅱ中反应相当于起始加入0.7 mol·L-1NO2和0.1 mol·L-1NO,达到平衡时,相对容器Ⅰ,平衡逆向移动,则容器Ⅱ中c(O2)c(NO2)的值小,B项错误;容器Ⅰ中达到平衡时NO的体积分数为0.40.2+0.4+0.2×100%=50%,容器Ⅲ中相当于起始加入0.5 mol·L-1NO2和0.1 mol·L-1O2,达到平衡时,相对容器Ⅰ,平衡逆向移动,则容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%,C项正确;容器Ⅰ中,T1时,平衡常数K=0.2 mol·L-1×(0.4 mol·L-1)2(0.2 mol·L-1)2=0.8 mol·L-1,T2时,k正=k逆,反应达平衡时,v正=v逆,即k正c2(NO2)=k逆c2(NO)·c(O2),得c2(NO2)=c2(NO)·c(O2),K=c2(NO)·c(O2)/c2(NO2)=1,平衡常数增大,反应正向移动,该反应为吸热反应,则应升高温度,即T2>T1,D项错误。
速率常数计算速率常数是化学反应速率与反应物浓度的关系的比例常数。
它描述了单位时间内反应物转化的速率与反应物浓度之间的关系。
速率常数的计算是化学动力学研究的重要内容之一,它可以帮助我们了解反应的速率规律以及反应机理。
速率常数的计算方法有多种,下面将介绍几种常见的计算方法。
1. 初始速率法初始速率法是最常用的计算速率常数的方法之一。
它基于反应速率与反应物浓度之间的关系,通过实验测定不同反应物浓度下的初始速率,然后利用速率方程求解速率常数。
以一级反应为例,一级反应的速率方程为:v = k[A],其中v为反应速率,k为速率常数,[A]为反应物A的浓度。
在实验中,可以固定反应物B的浓度,改变反应物A的浓度,测定不同浓度下的初始速率。
然后将实验数据代入速率方程,利用最小二乘法拟合得到速率常数k。
2. 反应级数法反应级数法是一种通过实验测定反应物浓度与反应速率之间的关系,进而计算速率常数的方法。
它适用于复杂反应体系,可以确定反应级数和速率常数。
以二级反应为例,二级反应的速率方程为:v = k[A][B],其中v为反应速率,k为速率常数,[A]和[B]分别为反应物A和B的浓度。
在实验中,可以固定一个反应物的浓度,改变另一个反应物的浓度,测定不同浓度下的反应速率。
然后将实验数据代入速率方程,利用最小二乘法拟合得到速率常数k。
3. 温度变化法温度变化法是一种通过改变反应温度,测定不同温度下的反应速率,进而计算速率常数的方法。
它基于阿伦尼乌斯方程,利用温度对速率常数的影响来计算速率常数。
阿伦尼乌斯方程为:k = A * exp(-Ea/RT),其中k为速率常数,A 为指前因子,Ea为活化能,R为气体常数,T为反应温度。
在实验中,可以固定反应物浓度,改变反应温度,测定不同温度下的反应速率。
然后将实验数据代入阿伦尼乌斯方程,利用最小二乘法拟合得到指前因子A和活化能Ea。
除了以上几种常见的计算方法,还有其他一些方法可以用于计算速率常数,如动力学模型法、半衰期法等。
化学反应速率与速率常数的关系化学反应速率是反应物消失或生成物增加的速度,它与反应物浓度的变化率有关。
而速率常数是反映了在特定温度下,反应速率与反应物浓度之间的比例关系。
本文将探讨化学反应速率与速率常数之间的关系。
1. 反应速率的定义与表达式反应速率表示单位时间内反应物消失或生成物形成的量。
在一般情况下,反应速率可以用反应物浓度的变化来表示。
对于简单的反应,反应速率可以按照下式计算:反应速率= 1/Δt × Δ[A]其中,Δ[A]表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
通过实验观察反应物浓度随时间的变化,可以确定反应速率与反应物浓度之间的关系。
2. 反应速率与反应物浓度的关系根据反应速率的定义,可以推断出反应速率与反应物浓度之间存在着一定的关系。
一般来说,在反应初期,反应速率与反应物浓度呈线性关系,即反应速率随着反应物浓度的增加而增加。
这是因为反应物浓度的增加会导致更多的碰撞发生,从而提高反应的速率。
然而,随着反应进行,反应物浓度逐渐减少,反应速率也会逐渐降低。
这是因为反应物浓度的减少导致碰撞发生的频率减少,反应速率随之下降。
3. 速率常数的定义与测定速率常数是反映了特定温度下反应速率与反应物浓度之间的比例关系。
对于一个简单的一级反应,可以使用以下表达式计算速率常数:k = 反应速率 / [A]其中,k为速率常数,[A]表示反应物的浓度。
根据实验数据,可以通过反应速率和反应物浓度的比值来确定速率常数的数值。
4. 反应速率与速率常数之间的关系根据速率常数的定义,可以知道反应速率与速率常数之间存在着确定的关系。
反应速率与速率常数之间的关系可以通过以下公式表示:反应速率 = k × [A]通过这个公式,我们可以看出,反应速率与速率常数呈正比,且与反应物浓度的关系是线性的。
在一定温度下,速率常数可以看作是该温度下反应速率的度量。
5. 温度对速率常数的影响温度对速率常数有着显著的影响。
输送带接头常温粘接工艺●使用输送带粘合剂常温粘接接头,适用于分层织物输送带,包括:普通棉帆布层芯带(CC)、强力尼龙层芯带(NN)、强力聚酯层芯带(EP)。
●输送带粘合剂的粘接机理:1.粘合剂为双组份,由胶浆和固化剂组成,两者配比混合使用,混合比例为重量比(wt)=9:1~10:1。
2.胶浆为溶剂型高分子材料胶粘剂,常温条件下,随着有机溶剂的快速挥发,涂刷在被粘物表面的高分子材料会形成结晶胶膜,从而快速产生粘接力。
3.固化剂又称交联剂,常温条件下,与胶浆中的高分子材料迅速交联,较快地提高初粘性和终粘强度,增强粘接性能。
4.胶浆与固化剂均对水及湿气敏感。
空气中的水蒸气可在胶膜表面形成水膜,水残留于胶膜中会形成弱界层,失去活性,造成粘接强度降低。
而固化剂遇水发生化学反应,失去活性,起不到交联作用。
因此粘合剂贮存和操作过程中时要注意防水、防潮,不能与水接触,粘接界面一定要充分干燥,湿度大于80%的环境下不适宜粘接接头。
5.胶浆与固化剂对灰尘、油脂、机油等污物及化学药剂敏感,粘接界面一定要清洗干净(不可用水),清洗剂一定要充分挥发,保持界面的充分干燥。
6.多层带接头采取搭接方式粘接,搭接面制作成3~5级斜台阶式样。
粘接界面为织物层,两面涂胶,在胶膜表干后紧密贴合,并施加一定压力进行粘接。
7.常温冷粘接头的最大特点是:不需加温加压即可实现常温快速固化,初粘固化粘接强度高。
●粘合剂的粘接力在固化过程中随着时间的延长而逐步增强,接头粘接过程实际上是胶液的固化过程,一般情况下,30~60分钟达到初始固化,24小时达到最终固化最高强度,静置时间越长,固化强度越高。
影响胶液固化的因素有:1.溶剂挥发的速率:一般情况下,挥发越快,初粘力越大,初始粘接强度越高。
2.温度:一般情况下,温度越高,固化越快,固化程度越高,粘接强度越大。
3.湿度:一般情况下,湿度越大,固化越慢,固化程度越差,粘接强度越小。
●影响粘接强度的其他因素:1.粘接界面的清洁干燥程度:越清洁干燥,胶液对织物浸润越充分,粘接力越强。
化学反应的速率常数化学反应的速率常数是描述反应速率的重要参数,它代表单位时间内反应物消耗或生成物生成的量。
速率常数的大小取决于反应物浓度、温度、催化剂等因素。
本文将从这些方面探讨化学反应的速率常数及其影响因素。
一、速率常数的定义与意义速率常数k是化学反应速率与反应物浓度的关系的比例因子,它的单位与反应物浓度的单位有关。
速率常数的大小反映了反应的快慢程度,常数越大表示反应速率越快。
通过测定速率常数,可以了解反应的速率规律和反应机理,为控制和优化反应过程提供依据。
二、温度对速率常数的影响温度是影响化学反应速率常数的重要因素之一。
根据阿伦尼乌斯方程,速率常数与温度之间呈指数关系。
通常情况下,温度每升高10摄氏度,速率常数就增加一到十倍不等。
这是因为温度升高会提高反应物分子的平均动能,增加分子的碰撞频率和能量,促使反应更快进行。
三、反应物浓度对速率常数的影响反应物浓度对速率常数也有显著影响。
在反应物浓度较低时,速率常数随着浓度的增加而增大,呈正比关系。
但当浓度达到一定程度后,增加浓度对速率常数的影响逐渐减弱,速率常数趋于恒定。
这是因为反应物分子互相碰撞的频率已经饱和,进一步增加浓度无法加速反应速率。
四、催化剂对速率常数的影响催化剂是能够改变反应路径,并降低化学反应活化能的物质。
催化剂的引入可以显著增加反应速率常数,加快反应进程。
催化剂通过提供新的反应路径降低了反应的活化能,使得更多反应物能够克服能垒进行反应。
五、速率常数的实验测定方法实验方法主要有初始速率法和微分方法。
初始速率法通过在不同浓度下测量反应物浓度变化的速率,并将结果与速率常数相关的动力学方程进行拟合求解。
微分方法则通过记录特定浓度下反应物浓度随时间变化的数据,绘制出反应物浓度与时间的曲线,并利用微分方程求解速率常数。
总之,化学反应的速率常数反映了反应的快慢程度,受到温度、反应物浓度和催化剂等因素的影响。
温度提高、反应物浓度增加以及催化剂的引入都会增大速率常数,促进反应的进行。
吸收、转化和应用陌生信息来进行阶梯,是近几年高考的热点,主要考查学生的迁移运用能力。
1.速率常数含义速率常数(k )是指在给定温度下,反应物浓度皆为1mol·L -1时的反应速率。
在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数,在恒温条件下,速率常数不随反应物浓度的变化而改变。
因此,可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
2.速率方程一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应:a A +b B===g G +h H则v =kc a (A)·c b (B)(其中k 为速率常数)。
如:①SO 2Cl 2SO 2+Cl 2v =k 1c (SO 2Cl 2)②2NO 22NO +O 2v =k 2c 2(NO 2)③2H 2+2NON 2+2H 2Ov =k 3c 2(H 2)·c 2(NO)3.速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数将有不同的值,但浓度不影响速率常数。
例题:(2017·江苏高考改编)温度为T 1时,在三个容积均为1L 的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO 2(g)2NO(g)+O 2(g)(正反应吸热)。
实验测得:v 正=v (NO 2)消耗=k 正c 2(NO 2),v 逆=v (NO)消耗=2v (O 2)消耗=k 逆c 2(NO)·c (O 2),k 正、k 逆为速率常数,受温度影响。
下列说法正确的是()容器编号物质的起始浓度(mol·L -1)物质的平衡浓度(mol·L -1)c (NO 2)c (NO)c (O 2)c (O 2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.30.50.2Ⅲ0.50.35A .达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B .达平衡时,容器Ⅱ中c (O 2)c (NO 2)比容器Ⅰ中的大C .达平衡时,容器Ⅲ中NO 的体积分数小于50%D .当温度改变为T 2时,若k 正=k 逆,则T 2<T 1课题:速率常数总第()期命题人:沈立鹏[分析]容器Ⅰ中平衡时,c (NO 2)=0.2mol·L -1,c (NO)=0.4mol·L -1,c (O 2)=0.2mol·L -1,容器容积为1L ,气体总物质的量为(0.2+0.4+0.2)mol =0.8mol ,容器Ⅱ中投入量为(0.3+0.5+0.2)mol =1mol ,若容器Ⅱ中投入量与平衡量相等,则两容器内压强之比为0.8∶1=4∶5,根据容器Ⅰ中的相关数据,知该反应的平衡常数K =0.2mol·L -1×(0.4mol·L -1)2(0.2mol·L -1)2=0.8mol·L -1,容器Ⅱ中Q c =0.2mol·L -1×(0.5mol·L -1)(0.3mol·L -1)22≈0.56mol·L -1<K ,说明容器Ⅱ中反应未达到平衡,反应向右进行,则达到平衡时两容器中压强之比小于4∶5,A 项错误;容器Ⅱ中反应相当于起始加入0.7mol·L -1NO 2和0.1mol·L -1NO ,达到平衡时,相对容器Ⅰ,平衡逆向移动,则容器Ⅱ中c (O 2)c (NO 2)的值小,B 项错误;容器Ⅰ中达到平衡时NO 的体积分数为0.40.2+0.4+0.2×100%=50%,容器Ⅲ中相当于起始加入0.5mol·L -1NO 2和0.1mol·L -1O 2,达到平衡时,相对容器Ⅰ,平衡逆向移动,则容器Ⅲ中NO 的体积分数小于50%,C 项正确;容器Ⅰ中,T 1时,平衡常数K =0.2mol·L -1×(0.4mol·L -1)2(0.2mol·L -1)2=0.8mol·L -1,T 2时,k 正=k 逆,反应达平衡时,v 正=v 逆,即k 正c 2(NO 2)=k 逆c 2(NO)·c (O 2),得c 2(NO 2)=c 2(NO)·c (O 2),K =c 2(NO)·c (O 2)/c 2(NO 2)=1,平衡常数增大,反应正向移动,该反应为吸热反应,则应升高温度,即T 2>T 1,D 项错误。
[答案]C【课堂练习】1.(2016·海南高考)顺1,2二甲基环丙烷和反1,2二甲基环丙烷可发生如下转化:该反应的速率方程可表示为:v 正=k 正c 顺和v 逆=k 逆c 反,k 正和k 逆在一定温度时为常数,分别称作正、逆反应速率常数。
回答下列问题:(1)已知:t 1温度下,k 正=0.006s -1,k 逆=0.002s -1,该温度下反应的平衡常数值K 1=__________;该反应的活化能E a 正小于E a 逆,则ΔH ________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t 2温度下,图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号),平衡常数值K 2=__________;温度t 2________t 1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是________________________________________________________。
解析:(1)化学平衡状态时正逆反应速率相等,根据已知信息,则0.006c 顺=0.002c 反,K 1=c 反/c 顺=0.006÷0.002=3;该反应的活化能E a 正小于E a 逆,说明断键吸收的能量小于成键释放的能量,即该反应为放热反应,则ΔH 小于零。
(2)反应开始时,c 顺的浓度大,单位时间的浓度变化大,w 顺的变化也大,故B 曲线符合题意,设顺式异构体的起始浓度为x ,该可逆反应左右物质系数相等,均为1,则平衡时,顺式异构体为0.3x ,反式异构体为0.7x ,所以平衡常数值K 2=0.7x ÷0.3x =7/3,因为K 1>K 2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动,所以温度t 2大于t 1。
答案:(1)3小于(2)B7/3大于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动2.(2018·长沙模拟)现有甲、乙两个化学小组利用两套相同装置,通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H 2O 2分解速率的因素(仅一个条件改变)。
甲小组有如下实验设计方案。
实验编号温度催化剂浓度甲组实验Ⅰ25℃三氧化二铁10mL 5%H 2O 2甲组实验Ⅱ25℃二氧化锰10mL 5%H 2O 2甲、乙两小组得出如下图数据。
(1)甲小组实验得出的结论是___________________________________________。
(2)由乙组研究的酸、碱对H 2O 2分解影响因素的数据分析,相同条件下H 2O 2在________(填“酸”或“碱”)性环境下放出气体速率较快;由此,乙组提出可以用BaO 2固体与硫酸溶液反应制H 2O 2,其反应的离子方程式为__________________________;支持这一方案的理由是____________________________。
(3)已知过氧化氢还是一种极弱的二元酸:H 2O 2H ++HO -2(K a1=2.4×10-12)。
当稀H 2O 2溶液在碱性环境下分解时会发生反应H 2O 2+OH-HO -2+H 2O ,该反应中,正反应速率为v 正=k 正·c (H 2O 2)·c (OH -),逆反应速率为v 逆=k 逆·c (H 2O)·c (HO -2),其中k 正、k 逆为速率常数,则k 正与k 逆的比值为________(保留3位有效数字)。
解析:(1)甲组实验Ⅱ与Ⅰ所用的H 2O 2浓度相同,催化剂不同,根据图像判断Ⅱ反应速度要快于Ⅰ,甲小组得出结论:H 2O 2分解时,MnO 2比Fe 2O 3催化效率更高。
(2)比较乙组的图像可知,相同条件下,H 2O 2在碱性环境下放出气体速率较快;根据题意可知,反应物为BaO 2固体与硫酸溶液,生成物H 2O 2,另一种生成物为BaSO 4,离子方程式为BaO 2+2H ++SO 2-4===BaSO 4+H 2O 2。
该方案产物中有BaSO 4,有利于平衡右移。
结合H 2O 2在酸性环境下分解较慢这一事实可判断该方案成立。
(3)根据H 2O 2H ++HO -2,有K a1=c (H +)·c (HO -2)c (H 2O 2)=2.4×10-12,反应达平衡时,v 正=v 逆,v 正=k 正·c (H 2O 2)·c (OH -),v 逆=k 逆·c (H 2O)·c (HO -2),k 正·c (H 2O 2)·c (OH -)=k 递·c (H 2O)·c (HO -2),则k 正k 逆=c (H 2O )·c (HO -2)c (H 2O 2)·c (OH -)=c (H 2O )·c (HO -2)·c (H +)c (H 2O 2)·c (OH -)·c (H +)=K al K (H 2O )=K al c (OH -)·c (H +)c (H 2O )=K al K W 100018=2.4×10-121×10-14100018=2.4×10-121.8×10-16=1.33×104。
答案:(1)H 2O 2分解时,MnO 2比Fe 2O 3催化效率更高(2)碱BaO 2+2H ++SO 2-4===BaSO 4+H 2O 2BaSO 4的生成使平衡右移,有利于H 2O 2的生成,酸性环境有利于H 2O 2的存在(等其他合理原因)(3)1.33×1043.(2018·沈阳模拟)发射航天火箭常用肼(N 2H 4)与N 2O 4作燃料与助燃剂。
肼(N 2H 4)与N 2O 4的反应为2N 2H 4(l)+N 2O 4(g)===3N 2(g)+4H 2O(g)ΔH =-1077kJ·mol -1。
(1)在密闭容器中,反应2NO2N 2O 4在不同条件下的化学平衡情况如图a 、图b 所示。