2024-2025学年高三化学二轮专题练习 -速率常数分析与计算（含解析）

速率常数分析与计算
1.(2023·长春四次调研)利用反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0,可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为v正=k正·c2(CO)·c2(NO)、v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关),lg k与的关系如图所示:
下列说法正确的是 (　　)
A.升高温度,v正减小、v逆增大
B.曲线②代表lg k正
C.该反应易在高温下自发进行
D. ℃时,该反应的平衡常数K为10
2.(双选)(2023·郴州三模改编)在T1 ℃和T2 ℃(T1下列说法正确的是 (　　)
A.直线a对应的温度是T2
B.T1 ℃时,lg k正-lg k逆=3
C.若点A时继续投入等物质的量的两种反应物,再次达到平衡时(温度不变),CO(NH2)2的体积分数减小
D.升高温度时,k正增大m倍,k逆增大n倍,则m3.(2023·全国模拟预测)阿伦尼乌斯经验公式为ln k=ln A-(Ea为活化能,k为速率常数,R和A为常数),已知反应(l)(M)(l)(N),其ln k正和ln k逆随温度变化的曲线如图所示。下列有关该反应的说法不正确的是 (　　)
A.正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.完全燃烧等质量的M(l)、N(l),N(l)放出的热量多
C.选用合适的催化剂能提高M的平衡转化率
D.温度变化对速率常数的影响程度:k正>k逆
4.(双选)(2023·泰安三模改编)已知2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的速率方程为v=k·cn(N2O)(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下:
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
c(N2O)/ (mol·L-1) 0.100 0.080 c1 0.040 0.020 c2 c3 0
下列说法正确的是 (　　)
A.n=1,c1>c2=c3
B.t=10 min时,v(N2O)=2.0×10-3 mol·L-1·min-1
C.相同条件下,增大N2O的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D.保持其他条件不变,若N2O起始浓度为0.200 mol·L-1,当浓度减至一半时共耗时50 min
5.(双选)(2023·沈阳二中校考模拟改编)某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B),其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
c(A)/ (mol·L-1) c(B)/ (mol·L-1) v/ (mol-1·L-1·min-1)
0.25 0.050 1.6×10-3
0.50 0.050 3.2×10-3
1.00 0.100 v1
0.50 0.100 3.2×10-3
1.00 0.200 v2
c1 0.200 4.8×10-3
下列说法正确的是 (　　)
A.该反应的速率方程中的m=1,n=0
B.该反应的速率常数k=6.4×10-2 min-1
C.表格中的c1=0.75,v1=6.4×10-3,v2=12.8×10-3
D.在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是500 min
6.(2023·沧州三模)已知阿仑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Rln k=-+C(k为反应速率常数,Ea为反应活化能,R和C为大于0的常数),为探究m、n两种催化剂对某反应的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.在m催化剂作用下,该反应的活化能Ea=9.6×104 J·mol-1
B.对该反应催化效能较高的催化剂是m
C.不改变其他条件,只升高温度,反应的活化能不变
D.无法根据该图像判断升高温度时平衡移动的方向
7.(2023·永州联考模拟)在一定条件下,向密闭容器中充入4.0 mol A和8.0 mol B,发生反应2A(g)+6B(g)C(g)+4D(g)。测得相同时间内,A的转化率随温度的变化如图1所示(虚线表示A的平衡转化率随温度的变化);速率常数的对数lg k与温度的倒数之间的关系如图2所示。
已知:①对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数。
②已知该反应的速率方程v正=k正c2(A)·c6(B),v逆=k逆c(C)·c4(D),k正、k逆是速率常数。
下列说法错误的是 (　　)
A.由上图判断,该反应的ΔH>0
B.直线ac代表k逆,bd代表k正
C.T0时,该反应的平衡常数Kx=12
D.升高温度时,k正-k逆减小
8.(双选)(2023·邵阳二模改编)T ℃时,在体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入4 mol CO和4 mol N2O,发生反应CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),测得CO(g)和CO2(g)的物质的量随时间的变化如图所示。该反应的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正·c(CO)·c(N2O),v逆=k逆·c(CO2)·c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只受温度影响。下列说法正确的是 (　　)
A.从反应开始至达到平衡时,以CO2表示的平均反应速率为0.04 mol/(L·min)
B.该反应在A、B两点的正反应速率之比为vA∶vB=25∶4
C.当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态
D.T ℃时,该反应的平衡常数为K=16
9.(2023·辽阳模拟)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的一半时所需的时间)为0.7/k改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。
c(CH3COCH3) /mol·L-1 c(I2) /mol·L-1 v/10-3 mol· L-1·min-1
0.25 0.050 1.4
0.50 0.050 2.8
1.00 0.050 5.6
0.50 0.100 2.8
下列说法正确的是 (　　)
A.速率方程中的m=1、n=0
B.该反应的速率常数k=2.8×10-3 min-1
C.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395 min
速率常数分析与计算
1.D　[A.升高温度,v正增大、v逆也增大,A错误;B.该反应的正反应为放热反应,降低温度,正、逆反应速率减小,k正、k逆也减小,由于温度对吸热反应影响更大,所以化学平衡正向移动,则k正>k逆,所以曲线③代表lg k正,曲线④代表lg k逆,B错误;C.该反应的正反应气体体积减小,ΔH<0,ΔS<0,因此反应易在低温下自发进行,C错误;D.v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),当v正=v逆时,反应处于平衡状态,k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c(N2)·c2(CO2),=K,根据选项B分析可知曲线③代表lg k正,曲线④代表lg k逆,在℃,lg k正=a-0.1,lg k逆=a-1.1,所以即lg k正-lg k逆=1=lg K,故K=10,D正确。]
2.BD　[A.该反应为放热反应(ΔH<0),降低温度,平衡正向移动,lg p[CO(NH2)2]增大,因为T13.C　[A.根据阿伦尼乌斯经验公式ln k=ln A-(Ea为活化能)可知,题图中曲线的斜率代表活化能大小,ln k正的斜率大,活化能大,A正确;B.正反应的活化能大于逆反应的活化能,则该反应为吸热反应,生成物N的能量更高,完全燃烧等质量的M(l)、N(l),N(l)放出的热量更多,B正确;C.催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,C错误;D.ln k正的斜率大,正反应的活化能大,温度变化对k正的影响程度大于对k逆的影响程度,D正确。]
4.BD　[根据表中数据分析,该反应的速率始终不变,N2O的消耗是匀速的,说明反应速率与c(N2O)无关,故速率方程中n=0;A.由分析可知,n=0,与N2O浓度无关,为匀速反应,每10 min一氧化二氮浓度减小0.02 mol·L-1,则c1=0.06>c2=c3=0,A错误;B.由分析可知,n=0,与N2O浓度无关,为匀速反应,t=10 min时瞬时速率等于平均速率v(N2O)==2.0×10-3 mol·L-1·min-1,B正确;C.速率方程中n=0,反应速率与N2O的浓度无关,C错误;D.保持其他条件不变,该反应的反应速率不变,即为2.0×10-3 mol·L-1·min-1,若起始浓度0.200 mol·L-1,减至一半时所耗时间为=50 min,D正确。]
5.AD　[A.当其他条件不变,改变反应物浓度时,反应速率常数k保持不变,第二组数据和第四组数据中,两组的c(A)相同、v相同,解得n=0,将第一组数据和第二组数据代入速率方程,得()m=,可知m=1,故A正确;B.由A项分析可知,该反应的速率方程为v=k·c(A),将第一组数据代入速率方程v=k·c(A),可得速率常数k=6.4×10-3 min-1,故B错误;C.将第六组数据代入速率方程v=k·c(A),可得4.8×10-3=6.4×10-3×c1,解得c1=0.75,将第三组数据代入速率方程v=k·c(A),可得v1=6.4×10-3×1.00=6.4×10-3,将第五组数据代入速率方程v=k·c(A),可得v2=6.4×10-3×1.00=6.4×10-3,故C错误;D.半衰期==125 min,设起始时反应物A为100 g,在过量的B存在时,反应掉93.75%的A需经历4个半衰期:起始100 g A50 g A25 g A12.5 g A6.25 g A,所需的时间为125 min×4=500 min,故D正确。]
6.B　[A.将坐标(7.2,56.2)和(7.5,27.4)代入Rln k=-+C中,计算可知Ea=9.6×104 J·mol-1,A正确;B.对比图中直线m和n的斜率绝对值的大小可知,使用催化剂n时对应的Ea较小,则对该反应催化效能较高的催化剂是n,B错误;C.图中m、n均为直线,斜率不发生变化,因此不改变其他条件,只升高温度,反应的活化能不变,C正确;D.阿仑尼乌斯公式表示反应速率常数随温度的变化关系,无法根据该图像判断升高温度时平衡移动的方向,D正确。]
7.A　[A.由图可知,随温度升高,A的平衡转化率降低,该反应为放热反应,ΔH<0,A错误;B.由于ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,说明k正随温度变化比k逆随温度变化慢,直线bd的斜率小于直线ac,所以直线ac代表k逆,直线bd代表k正,B正确;C.T0时,A的平衡转化率为40%,A转化的物质的量为4 mol×40%=1.6 mol,则
该反应的平衡常数Kx==12,C正确;D.2A(g)+6B(g)C(g)+4D(g),正反应放热,升高温度平衡逆向移动,说明温度对逆反应速率影响大于正反应速率,升高温度时,k正-k逆减小,D正确。]
8.BD　[A.根据化学反应速率的表达式,v(CO2)==0.02 mol/(L·min),故A错误;B.A点,CO和CO2物质的量相等,均为2 mol,N2O的物质的量仍为2 mol,此时v正=k正×1×1,B点达到平衡,n(CO)=n(N2O)=0.8 mol,此时v正=k正×0.4×0.4,vA∶vB=25∶4,故B正确;C.组分都是气体,因此气体总质量保持不变,容器为恒容,容器的体积不变,根据密度的定义,混合气体的密度在任何时刻均不变,因此不能说明反应达到平衡,故C错误;D.达到平衡时,n(CO)=n(N2O)=0.8 mol,n(CO2)=n(N2)=3.2 mol,该温度下的平衡常数K==16,故D正确。]
9.A　[A.由第一组数据和第二组数据可得,则m=1,由第二组数据和第四组数据可得,则n=0,A选项正确;B.由A可知,m=1,n=0,则v=kc(CH3COCH3),带入第一组数据可得,k=5.6×10-3 min-1,B选项错误;C.由第二组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;D.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 min=375 min,D选项错误。]