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新高考化学一轮复习讲义课件第7章 热点强化14 速率常数与化学平衡常数的关系（含解析）
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这是一份新高考化学一轮复习讲义课件第7章 热点强化14 速率常数与化学平衡常数的关系（含解析），共24页。
1.假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
[示例] 温度为T1，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.3 kJ·ml－1，该反应中，正反应速率为v正＝k正·c(CH4)·c(H2O)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(CO)·c3(H2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。已知T1时，k正＝k逆，则该温度下，平衡常数K1＝___；当温度改变为T2时，若k正＝1.5k逆，则T2____T1(填“>”“＝”或“<”)。
1.N2O4与NO2之间存在反应：N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。
2.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l) ΔH＜0已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝ ，则x＝___，y＝___。
3.2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程如下：反应Ⅰ：2NO(g) N2O2(g)(快) ΔH1<0v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)(慢) ΔH2<0 v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ____(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度的升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数______k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝____(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝____ kPa－1。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝_____s－1·kPa－1。
5.(2022·青岛高三模拟)乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。实验测得2CH2==CH2(g)＋O2(g) 2 (g) ΔH<0中，v逆＝k逆·c2( )，v正＝k正·c2(CH2==CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是___(填字母)。A.k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多B.k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少C.k正增大、k逆减小，平衡正向移动D.k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少
(2)若在1 L的密闭容器中充入1 ml CH2==CH2(g)和1 ml O2(g)，在一定温度下只发生上述反应，经过10 min反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0～10 min内v(O2)＝___________________， ＝______。
0.025 ml·L－1·min－1
6.乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C2H5OH(g) CH3OCH3(g) ΔH＝＋50.7 kJ·ml－1，该反应的速率方程可表示为v正＝k正·c(C2H5OH)和v逆＝k逆·c(CH3OCH3)，k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)____(填“>”“＝”或“<”)Ea(逆)，已知：T ℃时，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 ml乙醇和4 ml甲醚，此时反应_____(填“正向”或“逆向”)进行。
7.(1)将CFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 ml H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CFe2O4)＝______g·min－1(保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝___(填最简整数比)。
(2)在T2 K、1.0×104 kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g) CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正·p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝4.5×10－5 kPa－1，则CO转化率为20%时， ＝_____。
1.假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
[示例] 温度为T1，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.3 kJ·ml－1，该反应中，正反应速率为v正＝k正·c(CH4)·c(H2O)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(CO)·c3(H2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。已知T1时，k正＝k逆，则该温度下，平衡常数K1＝___；当温度改变为T2时，若k正＝1.5k逆，则T2____T1(填“>”“＝”或“<”)。
1.N2O4与NO2之间存在反应：N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。
2.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l) ΔH＜0已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝ ，则x＝___，y＝___。
3.2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程如下：反应Ⅰ：2NO(g) N2O2(g)(快) ΔH1<0v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)(慢) ΔH2<0 v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ____(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度的升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数______k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝____(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝____ kPa－1。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝_____s－1·kPa－1。
5.(2022·青岛高三模拟)乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。实验测得2CH2==CH2(g)＋O2(g) 2 (g) ΔH<0中，v逆＝k逆·c2( )，v正＝k正·c2(CH2==CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是___(填字母)。A.k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多B.k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少C.k正增大、k逆减小，平衡正向移动D.k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少
(2)若在1 L的密闭容器中充入1 ml CH2==CH2(g)和1 ml O2(g)，在一定温度下只发生上述反应，经过10 min反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0～10 min内v(O2)＝___________________， ＝______。
0.025 ml·L－1·min－1
6.乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C2H5OH(g) CH3OCH3(g) ΔH＝＋50.7 kJ·ml－1，该反应的速率方程可表示为v正＝k正·c(C2H5OH)和v逆＝k逆·c(CH3OCH3)，k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)____(填“>”“＝”或“<”)Ea(逆)，已知：T ℃时，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 ml乙醇和4 ml甲醚，此时反应_____(填“正向”或“逆向”)进行。
7.(1)将CFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 ml H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CFe2O4)＝______g·min－1(保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝___(填最简整数比)。
(2)在T2 K、1.0×104 kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g) CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正·p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝4.5×10－5 kPa－1，则CO转化率为20%时， ＝_____。
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