1、专题提升课速率常数 速率常数及其应用 1考查形式(1)反应速率的比较与计算。(2)k 值的计算与应用。2速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为 1 molL1 时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。3速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aAbB=gGhH则 vkca(A)cb(B)(其中 k 为速率常数)。如：SO2Cl2SO2Cl2 vk1c(SO2Cl2)2NO22NOO2 vk2c2(NO2)2H22NON22H2O vk3c2(H2)c2(NO)4速率常数的影响因素温度对化学反
2、应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。【典例】(2018全国卷改编)对于反应 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H48 kJmol1，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 323 K 和 343 K 时SiHCl3 的转化率随时间变化的结果如图所示。(1)在 343 K 下，要提高 SiHCl3 转化率，可采取的措施是_；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_、_。(2)比较 a、b 处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率 vv 正v 逆k 正x2SiHCl3k 逆
3、xSiH2Cl2xSiCl4，k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质的量分数，计算 a 处的v正v逆 _(保留 1 位小数)。【解析】温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，曲线 a 达到平衡的时间短，则曲线 a 代表 343 K 时 SiHCl3的转化率变化曲线，曲线 b 代表 323 K 时 SiHCl3的转化率变化曲线。(1)在 343 K 时，要提高 SiHCl3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快化学反应速率，可采取的措施有提高反应物压强或浓度、改进催化剂等。(2)温度越高，反应速率越快，a 点温度为 343 K，b
4、点温度为 323 K，故反应速率：va大于 vb。反应速率 vv 正v 逆k 正x2SiHCl3k 逆xSiH2Cl2xSiCl4，则有 v 正k 正x2SiHCl3，v 逆k 逆xSiH2Cl2xSiCl4，343 K 下反应达到平衡状态时 v 正v 逆，即 k 正x2SiHCl3k 逆xSiH2Cl2xSiCl4，此时 SiHCl3的平衡转化率22%，经计算可得 SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为 0.78、0.11、0.11，则有 k正0.782k逆0.112，k正/k逆0.112/0.7820.02。a 处 SiHCl3 的平衡转化率20%，此时 SiHCl3
5、、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为 0.8、0.1、0.1，则有v正v逆(k 正x2SiHCl3)/(k 逆xSiH2Cl2xSiCl4)k正k逆 x2SiHCl3xSiH2Cl2xSiCl4 0.020.820.12 1.3。答案：(1)及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度)(2)大于 1.3 1T1 温度时在容积为 2 L 的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H”“2已知将 KI、盐酸、试剂 X 和淀粉四种溶液混合，无反应发生。若再加入双氧水，将发生反应 H2O22H2I=2H2OI2，且生成 I2立即与试剂 X 反应而被消耗。一段时间后，
6、试剂 X 将被反应生成的 I2完全消耗。由于溶液中 I继续被 H2O2氧化，生成 I2与淀粉作用，溶液立即变蓝。因此，根据试剂 X 的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需时间，即可推算反应 H2O22H2I=2H2OI2 的反应速率。如表所示为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行)：编 号 往烧杯中加入的试剂及其用量(mL)催化 剂 溶液 开始 变蓝的时间(min)0.1 molL1 KI溶液 H2O 0.01 molL1 X溶液 0.1 molL1 双氧水 0.1 molL1 稀盐酸 1 20.0 10.0 10.0 20.0 20.0 无 1.4 2 20.0 m 10
7、.0 10.0 n 无 2.8 3 10.0 20.0 10.0 20.0 20.0 无 2.8 4 20.0 0 10.0 10.0 40.0 无 t 5 20.0 10.0 10.0 20.0 20.0 5滴 Fe2(SO4)3 0.6 回答下列问题：(1)已知：实验 1、2 的目的是探究 H2O2 的浓度对 H2O22H2I=2H2OI2 反应速率的影响。实验 2 中 m_，n_。(2)一定温度下，H2O22H2I=2H2OI2，反应速率可以表示为 vkca(H2O2)cb(I)c(H)(k 为反应速率常数)，则：实验 4 烧杯中溶液开始变蓝的时间 t_min。根据表中数据可知，a、b
8、的值依次为_和_。(3)若要探究温度对 H2O22H2I=2H2OI2 反应速率影响，在实验中温度不宜过高且采用水浴加热，其原因是_。【解析】(1)已知：实验 1、2 的目的是探究 H2O2的浓度对 H2O22H2I=2H2OI2反应速率的影响。根据控制变量法，实验中盐酸的浓度应该相同，实验 2 中n20.0，m20.0。(2)根据公式 vkca(H2O2)cb(I)c(H)，实验 2 与实验 4 的速率比为kca2（H2O2）cb2（I）c2（H）kca4 （H2O2）cb4 （I）c4（H）t2.8，实验 2 与实验 4 的 H2O2、KI 的浓度都相同，c2（H）c4（H）t2.8，12 t2.8，t1.4 min。由实验 1 与实验 2 知，a1，由实验 1 与实验 3 知，b1。(3)H2O2易分解，温度不宜过高且采用水浴加热，便于控制反应温度，防止 H2O2分解。答案：(1)20.0 20.0(2)1.4 1 1(3)便于控制反应温度，防止 H2O2分解