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2026人教版高中化学选择性必修1
第二章　化学反应速率与化学平衡
专题强化练1　突破速率常数
题型1　速率常数的相关计算
1.(2025山东济南期中统考)已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(NO)·cy(H2),k为速率常数。在800 ℃时测得的相关数据如表所示。下列说法中不正确的是 (　　)
实验 数据 初始浓度 生成N2的初始速 率/(mol·L-1·s-1)
c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1)
1 2.00×10-3 6.00×10-3 1.92×10-3
2 1.00×10-3 6.00×10-3 4.80×10-4
3 2.00×10-3 3.00×10-3 9.60×10-4
A.关系式中x=2,y=1
B.800 ℃时,k值为8×103
C.若800 ℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3 mol·L-1,则生成N2的初始速率为5.12×10-3 mol·L-1·s-1
D.当其他条件不变时,升高温度,速率常数将增大
2.(2024江西南昌一中月考)反应S2的反应机理:
①S2+I- S2O8I3-
②……
③I2+I- (快反应)
改变反应物浓度时,反应速率如表所示:
组号 c(S2)/(mol·L-1) c(I-)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·min-1)
1 0.038 0.060 1.4×10-5
2 0.076 0.060 2.8×10-5
3 0.076 0.030 1.4×10-5
下列说法正确的是 (　　)
A.该反应的速率方程为v=k·c(S2)·c3(I-)
B.该反应的速率常数k的值约为6.14×10-3
C.第②步反应为S2O8I3-+I2 2S+3I-
D.3步反应中反应③的活化能最大
3.(2025河北沧州联考)反应CH3COCH3+I2 CH3COCH2I+HI的速率方程为v=kcm(CH3COCH3)cn(I2)。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为0.7/k,改变反应物浓度时,反应速率如表所示。
组号 c(CH3COCH3)/(mol·L-1) c(I2)/ (mol·L-1) v/(×10-3 mol·L-1·min-1)
1 0.25 0.05 1.4
2 0.50 0.05 2.8
3 1.00 0.05 5.6
4 0.50 0.10 2.8
下列说法正确的是 (　　)
A.速率方程中的m=1、n=1
B.该反应的速率常数k的值为2.8×10-3
C.增大反应物I2的浓度,反应速率加快
D.在过量I2存在时,反应掉87.5%的CH3COCH3所需时间是375 min
4.(创新题·新考法)(2025浙江第二届辛愉杯模拟)已知2H2O(g) 2H2(g)+O2(g),速率方程为v=kcn(H2O),其中k为速率常数,只与温度、催化剂、固体接触面积有关,与浓度无关;n为该反应中H2O的反应级数,也是该反应总级数,可以为正数、0、负数;起始浓度消耗一半的时间叫半衰期,H2O在某催化剂表面上分解的实验数据如表:
t/min 0 10 20 30 40 50 60
c(H2O)/(mol·L-1) 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
下列说法正确的是 (　　)
A.该反应速率常数k的值为0.05
B.该反应为0级反应
C.若起始浓度为0.60 mol·L-1,半衰期为80 min
D.工业上常用该反应制备氢气
题型2　速率常数的应用
5.(2025四川雅安中学月考)某温度下,某溶液初始时仅溶有A,同时发生两个反应:①A B+C、②A B+D,反应①的速率可表示为v1=k1c(A),反应②的速率可表示为v2=k2c(A)(k1、k2为速率常数)。T2温度时,该体系中A、B、C、D浓度随时间变化的曲线如图1;反应①和②的lnk~曲线如图2。下列说法正确的是 (　　)
图1　 图2
A.曲线L4表示D浓度随时间的变化
B.若图1的温度降低,t0 s时体系中变大
C.T2温度时,反应①的活化能比反应②的活化能小
D.t1=2时曲线L1对应的物质的化学反应速率为2 mol·L-1·s-1
6.(创新题·新考法)(2025广东东莞开学考)过硫酸钾(K2S2O8)中因含有过氧键而具有强氧化性,K2S2O8和NaI反应的离子方程式为①S2+I2,某小组设计实验探究化学反应速率与反应物物质的量浓度之间的定量关系。
【查阅资料】反应①的速率方程为v=k·ca(S2)·cb(I-),其中v为化学反应速率,k为反应速率常数(仅与温度有关),a和b为对应反应物的反应级数,反应级数越大表示该反应物浓度对反应速率的影响越大。为了测出一定时间内反应①的平均反应速率,反应体系中加入少量已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液,在反应①进行的同时,也会发生反应②2S2+2I-(反应速率极快)。
(1)反应体系中加入淀粉溶液的目的是　　　　　　　　　　　。
(2)若反应体系中Na2S2O3溶液的初始物质的量浓度为c mol·L-1,记录淀粉变蓝的时间为t s,则反应①中以K2S2O8表示的平均化学反应速率v(K2S2O8)=　　　　　　　　　　　(用含c和t的式子表示)。
【实验内容】室温下,用浓度均为0.20 mol·L-1的K2S2O8、NaI、NaNO3和K2SO4溶液,0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液以及0.2%的淀粉溶液,按下表配制一系列溶液,全部加入烧杯中并混合均匀,当最后加入K2S2O8溶液时立即计时,记录淀粉溶液变蓝的时间,并计算对应的v(K2S2O8)。已知S和N对上述反应没有影响。
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
V(K2S2O8)/mL 20 10 5 20 20
V(NaI)/mL 20 m 20 10 5
V(K2SO4)/mL 0 10 15 0 0
V(NaNO3)/mL 0 0 0 n 15
V(Na2S2O3)/mL 8 8 8 8 8
V(淀粉)/mL 2 2 2 2 2
v(K2S2O8)/(mol·L-1·s-1) 16.84× 10-6 8.46× 10-6 4.23× 10-6 8.42× 10-6 4.21× 10-6
(3)根据表中信息,补充数据:m=　　　　,n=　　　　。
(4)上述实验　(填序号)是探究c(NaI)对该化学反应速率的影响。
【数据处理并得出结论】
(5)若反应级数多为正整数,请在表中选取合适数据,将下图补充完整(若描点,需在旁边写出该点纵坐标的值)并根据选定的数据计算出该反应中c(I-)反应级数b的数值。
(6)通过数据分析,该反应中c(S2)对该化学反应速率的影响
　　　　(填“>”“<”或“=”)c(I-)。
答案与分层梯度式解析
1.B　实验数据1和2中c(H2)相同,代入数据:1.92×10-3 mol·L-1·s-1=k×(2.00×10-3 mol·L-1)x·cy(H2)、4.80×10-4 mol·L-1·s-1=k×(1.00×10-3 mol·L-1)x·cy(H2),联立两式解得x=2,同理由实验数据1和3得y=1,A正确;根据数据1知800 ℃时,k的值为=8×104,B错误;若800 ℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3 mol·L-1,生成N2的初始速率v=k×c2(NO)×c(H2)=[8×104×(4.00×10-3)2×(4.00×10-3)] mol·L-1·s-1=5.12×10-3 mol·L-1·s-1,C正确;温度升高,反应速率加快,则当其他条件不变时,升高温度,速率常数增大,D正确。
2.B　由1、2两组数据可知,c(S2)增大1倍,反应速率增大1倍,由2、3两组数据可知,c(I-)增大1倍,反应速率增大1倍,可得出反应的速率方程为v=k·c(S2)·c(I-),A错误;将1组数据代入v=k·c(S2)·c(I-),解得速率常数k的值约为6.14×10-3,B正确;用总反应-①-③得第②步反应,即S2O8I3-+I- 2S+I2,C错误;3步反应中反应③为快反应,其活化能不是最大的,D错误。
3.D　将题目数据代入速率方程v=kcm(CH3COCH3)cn(I2),确定m、n的数值,然后根据速率方程讨论速率的影响因素(解题技法)。由题表数据知,当c(I2)相同时,c(CH3COCH3)增大一定倍数时,反应速率也增大相应的倍数,故m=1;当c(CH3COCH3)相同时,c(I2)改变对反应速率无影响,故n=0,A、C错误。由上述分析知m=1,n=0,则速率方程v=k·c(CH3OCH3),代入1组数据计算可得k的值为5.6×10-3,B错误;在过量I2存在时,反应掉87.5%(即50%+25%+12.5%)的CH3COCH3,可以看作经历3个半衰期,因此所需时间为 min=375 min,D正确。
4.B　根据表中数据知浓度变化与时间成正比,由v=得反应速率不随c(H2O)变化而变化,说明n=0,该反应是0级反应,即v=k,以10~20 min为例,v==0.005 mol·L-1·min-1,k的值为0.005,A错误、B正确;半衰期是起始浓度消耗一半的时间,设起始浓度为c,半衰期t=,半衰期与起始浓度成正比(破题关键),起始浓度为0.30 mol·L-1时,半衰期为30 min,若起始浓度为0.60 mol·L-1,则半衰期为60 min,C错误;工业上常用电解液态水的方法制备氢气,D错误。
5.B　由方程式知,两个反应中A都是反应物、B都是生成物,则L2代表A浓度随时间变化的曲线、L1代表B浓度随时间变化的曲线;由图2可知,温度为T2时,速率常数k16.答案　(1)作反应的指示剂　(2) mol·L-1·s-1　(3)20　10　(4)Ⅰ、Ⅳ和Ⅴ
(5)
(6)=
解析　(1)反应①生成的I2会与溶液中的S2迅速发生反应②,溶液中S2完全反应后,反应①生成的I2遇淀粉溶液呈蓝色,加入淀粉溶液是作反应的指示剂。
(2)t s内v(K2S2O8)= mol·L-1·s-1。
(3)实验时混合溶液的总体积应保持50 mL(破题关键),则m=20、n=10。
(4)由表格数据可知,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ探究c(K2S2O8)对反应速率的影响,实验Ⅰ、Ⅳ和Ⅴ探究c(NaI)对反应速率的影响。
(5)实验Ⅰ:c(NaI)==0.08 mol·L-1,v(K2S2O8)=16.84×
10-6 mol·L-1·s-1,同理计算实验Ⅳ和Ⅴ,比较如下:
实验 c(NaI)/(mol·L-1) v(K2S2O8)/(mol·L-1·s-1)
Ⅰ 0.08 16.84×10-6
Ⅳ 0.04 8.42×10-6
Ⅴ 0.02 4.21×10-6
据此可画出坐标图。由实验Ⅳ和Ⅴ中c(K2S2O8)相同,得()b=,解得b=1。
(6)由表格数据可知,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ探究c(K2S2O8)对反应速率的影响,将实验Ⅱ、Ⅲ数据代入得[]a=,解得a=1,a、b数值相等,则c(S2)和c(I-)对反应速率的影响相同。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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