1、专题提升训练(六)速 率 常 数(建议用时30分钟)1碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为_。(2)上述反应中，正反应速率为 v 正k 正x2(HI)，逆反应速率为
2、 v 逆k 逆x(H2)x(I2)，其中 k 正、k 逆为速率常数，平衡时则 k 逆为_(以 K 和 k 正表示)。若 k 正0.002 7 min1，在 t40 min 时，v 正_min1。【解析】(1)2HI(g)H2(g)I2(g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后 x(HI)0.784，则 x(H2)x(I2)0.108，Kc（H2）c（I2）c2（HI）0.1080.1080.7842。(2)到达平衡时，v 正v 逆，即 k 正x2(HI)k 逆x(H2)x(I2)，k 逆 k正x2（HI）x（H2）x（I2）k正K ，在 t40 min 时，x(HI)0.85，v 正k 正
3、x2(HI)0.002 7 min1(0.85)21.95103 min1。答案：(1)K0.1080.1080.7842 (2)k正K 1.95103 2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：t1 温度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，该温度下反应的平衡常数值 K1_；该反应的活化能 Ea(正)小于 Ea(逆)，则 H_(填“小于”“等于”或“大于”)0。(2)t2 温 度 下
4、，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 K2_；温度 t1_(填“小于”“等于”或“大于”)t2，判断理由是_。【解析】(1)根据 v(正)k(正)c(顺)，k(正)0.006 s1，则 v(正)0.006 c(顺)，v(逆)k(逆)c(反)，k(逆)0.002 s1，则 v(逆)0.002c(反)，化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则 0.006c(顺)0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数 K1c（反）c（顺）0.0060.002 3；该反应的活化能 Ea(正)小于 Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于
5、成键释放的能量，即该反应为放热反应，则 H 小于 0。(2)随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，且减少速率随时间减小，则符合条件的曲线是 B。设顺式异构体的起始浓度为 x，可逆反应左右物质的化学计量数相等，均为 1，则平衡时，顺式异构体为 0.3x，反式异构体为 0.7x，所以平衡常数为 K20.7x0.3x 73。因为 K1K2，对于放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度 t2t1。答案：(1)3 小于(2)B 73 小于 K1K2，该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，K 值减小 3在一定温度下，在 1 L 恒容密闭容器中充入一定量 PCl3(g)和 Cl2(g)，发
6、生如下反应：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)H，测得 PCl3(g)的转化率与时间关系如图所示。其速率方程：v 正k 正c(PCl3)c(Cl2)，v 逆k 逆c(PCl5)(k 是速率常数，只与温度有关)(1)上 述 反 应 中，H_(填“”“”或“”)0，理 由 是_。(2)M 点：k正k逆 _(填“”“”或“”)c（PCl5）c（PCl3）c（Cl2），升高温度，k 正增大的倍数_(填“大于”“小于”或“等于”)k 逆增大的倍数。(3)T1 时，测得平衡体系中 c(Cl2)0.25 molL1，则k正k逆 _(要求结果带单位)。【解析】(1)由图像知，T2先达到平衡，说明 T2大
7、于 T1，T2达到平衡时 PCl3转化率较低，升高温度，平衡向左移动，说明正反应是放热反应。(2)M 点正反应速率大于逆反应速率，Kk正k逆，说明浓度商小于平衡常数；正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，平衡常数 K 减小，说明 k 逆增大的倍数大于 k 正增大的倍数。(3)T1下，平衡时 PCl3(g)的转化率为 80%，设 PCl3(g)的起始浓度为 c，平衡时 c(PCl3)0.2c，c(PCl5)0.8c，c(Cl2)0.25 molL1。Kk正k逆 c（PCl5）c（PCl3）c（Cl2）0.8c0.2c0.25 Lmol116 Lmol1。答案：(1)T2大于 T1，温度升高，
8、平衡转化率降低，说明正反应是放热反应(2)小于(3)16 Lmol1 4(2021烟台高二检测)(1)氮氧化物是空气的主要污染物之一，研究氮氧化物的性质对于防治空气污染有重要意义。回答下列问题：温度为 T1 时，在三个容积均为 1 L 的密闭容器中仅发生反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H”“0，5 s 达到平衡，测得平衡时 c(NO2)0.4 molL1。v(NO)_。已知：v 正k 正c2(NO2)，v 逆k 逆c2(NO)c(O2)(k 正、k 逆仅受温度影响)。T2 平衡时，k 正k 逆，则 T1_(填“”或“”)T2，其理由是_。【解析】(1)根据 v正v(NO)消 耗2v(
9、O2)消 耗k正 c2(NO)c(O2)，得出 k正v（NO）消耗c2（NO）c（O2），根据 v 逆v(NO2)消耗k 逆c2(NO2)，得出 k 逆v（NO2）消耗c2（NO2），当 反 应 达 到 平 衡 时，v(NO)消 耗 v(NO2)消 耗，所 以 k正k逆 c2（NO2）c2（NO）c（O2）K，2NO(g)O2(g)2NO2(g)起始/molL10.6 0.3 0转化/molL10.2 0.1 0.2平衡/molL10.4 0.2 0.2Kc2（NO2）c2（NO）c（O2）0.220.420.2 1.25，2NO(g)O2(g)2NO2(g)H0，此反应正反应是放热反应，升高
10、温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由于k正k逆 K，若温度升高为 T2 时，k 正、k 逆分别增大 m 倍和 n 倍，则 mn。(2)v(NO2)1.21 molL10.4 molL15 s0.16 molL1s1，v(NO)v(NO2)0.16 molL1s1；T1 平衡时 c(NO2)0.4 molL1、c(NO)1.2 mol1 L0.4 molL10.8 molL1、c(O2)12 c(NO)0.4 molL1，该温度下化学平衡常数 K10.40.820.421.6；T2 平衡时，k 正k 逆，v 正k 正c2(NO2)v 逆k 逆c2(NO)c(O2)，则 k 正c2(NO2)k逆 c2(NO)c(O2)，K2c2（NO）c（O2）c2（NO2）k正k逆 1T2。答案：(1)1.25 T1 平衡时 c(NO2)0.4 molL1、c(NO)1.2 mol1 L 0.4 molL10.8 molL1、c(O2)12 c(NO)0.4 molL1，该温度下化学平衡常数 K10.40.820.42 1.6；T2 平衡时，k 正k 逆，v 正k 正c2(NO2)v 逆k 逆c2(NO)c(O2)，则 k 正c2(NO2)k逆 c2(NO)c(O2)，K2c2（NO）c（O2）c2（NO2）k正k逆 1T2