1、2022年高考化學(xué)考前命題熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)07 活化能、速率常數(shù)的計(jì)算1利用NH3的還原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反應(yīng)如下：4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l)H0已知該反應(yīng)速率v正k正c4(NH3)c6 (NO)，v逆k逆cx(N2)cy(H2O) (k正、k逆分別是正、逆反應(yīng)速率常數(shù))，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kk正/k逆，則x_，y_答案50解析當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有v正v逆，即k正c4(NH3)c6 (NO)k逆cx(N2)cy(H2O)，變換可得eq f(k正,k逆)eq f(cxN2cyH2O,c4NH3c6 NO)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kk正/k逆，平衡狀態(tài)下Keq

2、 f(c5N2,c4NH3c6 NO)，所以x5，y0。2N2O是一種強(qiáng)溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研究N2O的分解對環(huán)境保護(hù)有重要意義。碘蒸氣的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為：第一步I2(g)2I(g) (快反應(yīng))第二步I(g)N2O(g)N2(g)IO(g) (慢反應(yīng))第三步IO(g)N2O(g)N2(g)O2(g)I(g)(快反應(yīng))實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O的分解速率方程vkc(N2O)c0.5(I2)(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是_(填字母)。AI2濃度與N2O分解速率無關(guān)B第二步對總反應(yīng)速率起決定作用C第二步活化能比第三步小DIO為反應(yīng)的中間產(chǎn)物答案BD解析N2O分

3、解反應(yīng)中，實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O的分解速率方程vkc(N2O)c0.5(I2)(k為速率常數(shù))和碘蒸氣濃度有關(guān)，故A錯(cuò)誤；第二步I(g)N2O(g)N2(g)IO(g)(慢反應(yīng))，在整個(gè)反應(yīng)過程中對總反應(yīng)速率起到?jīng)Q定性作用，故B正確；第二步反應(yīng)慢說明活化能比第三步大，故C錯(cuò)誤。3化學(xué)動力學(xué)上將一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。對于基元反應(yīng)：aAbBcCdD，其速率方程為vkca(A)cb(B)(k為只與溫度有關(guān)的速率常數(shù))，復(fù)雜反應(yīng)(由幾個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成)的速率取決于慢的基元反應(yīng)。(1)已知反應(yīng)NO2(g)CO(g)NO(g)CO2(g)H0，在溫度低于250 時(shí)是由兩個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，該反應(yīng)

4、的速率方程為vkc2(NO2)，則其兩個(gè)基元反應(yīng)分別為：._=NO3_；.略，這兩個(gè)反應(yīng)中活化能較小的是_。(2)某科研小組測得380 時(shí)該反應(yīng)的c(NO2)、c(CO)與生成CO2的速率v(CO2)的關(guān)系如下：c(CO)/(molL1)0.0250.050.025c(NO2)/(molL1)0.040.040.12v(CO2)/(molL1s1)2.21044.41046.6104則該溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k_Lmol1s1。答案(1)2NO2NO(2)0.22解析(1)溫度低于250 時(shí)，該反應(yīng)的速率方程式為vkc2(NO2)，說明NO2和CO不參與同一個(gè)基元反應(yīng)，且NO2參與的基元反應(yīng)為慢

5、反應(yīng)，決定了該反應(yīng)的反應(yīng)速率，基元反應(yīng)中產(chǎn)物有NO3，根據(jù)元素守恒可知該基元反應(yīng)反應(yīng)物應(yīng)為NO2，則該基元反應(yīng)為：2NO2=NO3NO; 活化能越大，反應(yīng)速率越慢，基元反應(yīng)決定整個(gè)反應(yīng)速率，說明反應(yīng)活化能較大，即反應(yīng)活化能較小。(2)根據(jù)表格分析可知CO和NO2的濃度均會影響反應(yīng)速率，由于該反應(yīng)不是基元反應(yīng)，由題意可設(shè)該反應(yīng)的正反應(yīng)速率vkc(NO2)c(CO)，將表格中相應(yīng)數(shù)據(jù)代入有2.2104 molL1s1k0.04 molL10.025 molL1，可解得k0.22 Lmol1s1。4(1)溫度為T1 時(shí)，將等物質(zhì)的量的CO2和H2充入體積為1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)H2

6、(g)HCOOH(g)H31.4 kJmol1K2實(shí)驗(yàn)測得：v正k正c(CO2)c(H2)，v逆k逆c(HCOOH)，k正、k逆為速率常數(shù)。T1 時(shí)，k逆_(以k正表示)。(2)當(dāng)溫度改變?yōu)門2 時(shí)，k正1.9k逆，則T2 時(shí)平衡壓強(qiáng)_T1 時(shí)平衡壓強(qiáng)(填“”“”或“”)，理由是_。答案(1)0.5k正(2)CO2(g)H2(g)HCOOH(g)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)減小，平衡左移，氣體的物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)增大；溫度升高，總壓強(qiáng)增大解析(1)反應(yīng)CO2(g)H2(g)HCOOH(g)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，有v正v逆，即k正c(CO2)c(H2)k逆c (HCOOH)，所以eq f(k正,k

7、逆)eq f(cHCOOH,cCO2cH2)2，所以k正2k逆，即k逆0.5k正。(2)當(dāng)溫度改變?yōu)?T2時(shí)，k正1.9k逆，則Keq f(cHCOOH,cCO2cH2)eq f(k正,k逆)1.92，說明平衡逆向移動，氣體的物質(zhì)的量增大，總壓強(qiáng)增大；該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，所以溫度T2T1，溫度升高，總壓強(qiáng)增大。5已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)中，v正k正c(N2O4)，v逆k逆c2(NO2)(k正、k逆只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K10，則k正_k逆。升高溫度，k正增大的倍數(shù)_(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數(shù)。答案1

8、0大于解析當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正v逆，即k正c(N2O4)k逆c2(NO2)。k正eq f(k逆c2NO2,cN2O4)k逆K10k逆；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù)。6肌肉中的肌紅蛋白(Mb)與O2結(jié)合生成MbO2，其反應(yīng)原理可表示為：Mb(aq)O2(g)MbO2(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：Keq f(cMbO2,cMbpO2)。在37 條件下達(dá)到平衡時(shí)，測得肌紅蛋白的結(jié)合度()與p(O2)的關(guān)系如圖所示eq f(生成的cMbO2,初始的cMb)100%。研究表明正反應(yīng)速率v正k正c(Mb)p(O2)，逆反應(yīng)速率v逆k逆c(MbO

9、2)(其中k正和k逆分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù))。(1)試寫出平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆之間的關(guān)系式為K_(用含有k正、k逆的式子表示)。(2)試求出圖中c點(diǎn)時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。已知k逆60 s1，則速率常數(shù)k正_s1kPa1。答案(1)eq f(k正,k逆)(2)2 kPa120解析(1)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，v正v逆，由于v正k正c(Mb)p(O2)，v逆k逆c(MbO2)，所以k正c(Mb) p(O2)k逆c(MbO2)，eq f(k正,k逆)eq f(cMbO2,cMbpO2)，而反應(yīng)Mb(aq)O2(g)MbO2(aq)的平衡常數(shù)Keq f(cMbO2,cMbpO

10、2)eq f(k正,k逆)。(2)將c點(diǎn)時(shí)，p(O2)4.5 kPa，肌紅蛋白的結(jié)合度()是90%帶入平衡常數(shù)表達(dá)式中可得Keq f(cMbO2,cMbpO2)eq f(0.9,10.94.5)kPa2 kPa；Keq f(k正,k逆)，由于K2，k逆60 s1代入該式子，可得k正Kk逆260 s1kPa1120 s1kPa1。7研究表明，反應(yīng)2H2(g)2NO(g)N2(g)2H2O(g)H664.1 kJmol1中，正反應(yīng)速率為v正k正c2(NO)c2(H2)，其中k正為速率常數(shù)，此處只與溫度有關(guān)。當(dāng)tt1時(shí)，v正v1，若此刻保持溫度不變，將c(NO)增大到原來的2倍，c(H2)減少為原來

11、的eq f(1,2)，v正v2。則有v1_(填“”“”或“”)v2。答案解析根據(jù)v正k正c2(NO)c2(H2)，當(dāng)c(NO)增大到原來的2倍，c(H2)減少為原來的eq f(1,2)時(shí)，v1與v2大小相等。82NO(g)O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程如下：反應(yīng)：2NO(g)N2O2(g)(快)H10v1正k1正c2(NO)，v1逆k1逆c(N2O2)；反應(yīng)：N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢)H2”“”或“”)反應(yīng)的活化能E。(2)已知反應(yīng)速率常數(shù)k隨溫度升高而增大，則升高溫度后k2正增大的倍數(shù)_k2逆增大的倍數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)。答案(1)eq f(k1正k2正,k1逆k2逆)(2)小于解析(1)由反應(yīng)達(dá)