新蘇教版選擇性必修1專題2速率常數(shù)學(xué)案

1、速率常數(shù) 速率常數(shù)及其應(yīng)用1考查形式(1)反應(yīng)速率的比較與計算。(2)k值的計算與應(yīng)用。2速率常數(shù)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1 molL1時的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。3速率方程一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對于反應(yīng)：aAbB=gGhH則vkca(A)cb(B)(其中k為速率常數(shù))。如：SO2Cl2SO2Cl2vk1c(SO2Cl2)2NO22NOO2vk2c2(NO2)2H22NON22H2Ovk3c2(H2)c2(NO)4速率常數(shù)的影響因素溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)

2、是溫度的函數(shù)，同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有不同的值，但濃度不影響速率常數(shù)。【典例】(2018全國卷改編)對于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H48 kJmol1，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。(1)在343 K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_；要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，可采取的措施有_、_。 (2)比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率vv正v逆k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率

3、常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，計算a處的 eq f(v正,v逆) _(保留1位小數(shù))。 【解析】溫度越高，反應(yīng)速率越快，達到平衡的時間越短，曲線a達到平衡的時間短，則曲線a代表343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化曲線，曲線b代表323 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化曲線。(1)在343 K時，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是及時移去產(chǎn)物，使平衡向右移動；要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，需加快化學(xué)反應(yīng)速率，可采取的措施有提高反應(yīng)物壓強或濃度、改進催化劑等。(2)溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點溫度為343 K，b點溫度為323 K，故反應(yīng)速率：va大于vb。反應(yīng)速率vv正v逆k正x2SiHCl3k逆xSi

4、H2Cl2xSiCl4，則有v正k正x2SiHCl3，v逆k逆xSiH2Cl2xSiCl4，343 K下反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時v正v逆，即k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，此時SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率22%，經(jīng)計算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分數(shù)分別為0.78、0.11、0.11，則有k正0.782k逆0.112，k正/k逆0.112/0.7820.02。a處SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率20%，此時SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分數(shù)分別為0.8、0.1、0.1，則有 eq f(v正,v逆) (k正x2SiHCl3)/(k逆xSiH2Cl

5、2xSiCl4) eq f(k正,k逆) eq f(x2SiHCl3,xSiH2Cl2xSiCl4) 0.02 eq f(0.82,0.12) 1.3。答案：(1)及時移去產(chǎn)物改進催化劑提高反應(yīng)物壓強(濃度)(2)大于1.31T1溫度時在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)O2(g) 2NO2(g)H”“2已知將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應(yīng)發(fā)生。若再加入雙氧水，將發(fā)生反應(yīng)H2O22H2I=2H2OI2，且生成I2立即與試劑X反應(yīng)而被消耗。一段時間后，試劑X將被反應(yīng)生成的I2完全消耗。由于溶液中I繼續(xù)被H2O2氧化，生成I2與淀粉作用，溶液立即變藍。因此，根據(jù)試劑X

6、的量、滴入雙氧水至溶液變藍所需時間，即可推算反應(yīng)H2O22H2I=2H2OI2的反應(yīng)速率。如表所示為某同學(xué)依據(jù)上述原理設(shè)計的實驗及實驗記錄(各實驗均在室溫條件下進行)：編號往燒杯中加入的試劑及其用量(mL)催化劑溶液開始變藍的時間(min)0.1 molL1KI溶液H2O0.01 molL1X溶液0.1 molL1雙氧水0.1 molL1稀鹽酸120.010.010.020.020.0無1.4220.0m10.010.0n無2.8310.020.010.020.020.0無2.8420.0010.010.040.0無t520.010.010.020.020.05滴Fe2(SO4)30.6回答下

7、列問題：(1)已知：實驗1、2的目的是探究H2O2的濃度對H2O22H2I=2H2OI2反應(yīng)速率的影響。實驗2中m_，n_。(2)一定溫度下，H2O22H2I=2H2OI2，反應(yīng)速率可以表示為vkca(H2O2)cb(I)c(H)(k為反應(yīng)速率常數(shù))，則：實驗4燒杯中溶液開始變藍的時間t_min。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，a、b的值依次為_和_。(3)若要探究溫度對H2O22H2I=2H2OI2反應(yīng)速率影響，在實驗中溫度不宜過高且采用水浴加熱，其原因是_。【解析】(1)已知：實驗1、2的目的是探究H2O2的濃度對H2O22H2I=2H2OI2反應(yīng)速率的影響。根據(jù)控制變量法，實驗中鹽酸的濃度應(yīng)該相同，實驗2中n20.0，m20.0。(2)根據(jù)公式vkca(H2O2)cb(I)c(H)，實驗2與實驗4的速率比為 eq f(kc eq oal(sup1(a),sdo1(2) （H2O2）c eq oal(sup1(b),sdo1(2) （I）c2 （H）,kc eq oal(sup1(a),sdo1(4) （H2O2）c eq oal(sup1(b),sdo1(4) （I）c4 （H）) eq f(t,2.8) ，實驗2與實驗4的H2O2、KI的濃度都相同， eq f(c2 （H）,c4 （H）) eq f(t,2.8) ， eq f(1,2) eq f(t,2