题目
实验测得 2ICl(g) + H_2(g) arrow I_2(g) + 2HCl(g) 的反应速率正比于 ICl 浓度的一次方和 H_2 浓度的一次方。由此可知此反应是A. 三分子反应,三级反应B. 双分子反应,二级反应C. 一级反应D. 二级反应
实验测得 $2ICl(g) + H_2(g) \rightarrow I_2(g) + 2HCl(g)$ 的反应速率正比于 $ICl$ 浓度的一次方和 $H_2$ 浓度的一次方。由此可知此反应是
A. 三分子反应,三级反应
B. 双分子反应,二级反应
C. 一级反应
D. 二级反应
题目解答
答案
D. 二级反应
解析
本题考查化学反应速率、反应分子数和反应级数的概念及相关计算。解题思路是先根据反应速率与各反应物浓度的关系确定反应速率方程,再根据反应速率方程确定反应级数,最后根据反应分子数的定义判断反应分子数。
- 确定反应速率方程:
已知反应速率正比于$ICl$浓度的一次方和$H_2$浓度的一次方,设反应速率为$v$,$ICl$的浓度为$[ICl]$,$H_2$的浓度为$[H_2]$,则反应速率方程可表示为$v = k[ICl]^m[H_2]^n$,其中$k$为反应速率常数,$m$和$n$分别为$ICl$和$H_2$的反应级数。
因为反应速率正比于$ICl$浓度的一次方和$H_2$浓度的一次方,所以$m = 1$,$n = 1$,则反应速率方程为$v = k[ICl][H_2]$。 - 确定反应级数:
反应级数是指反应速率方程中各反应物浓度的指数之和,即$m + n$。
将$m = 1$,$n = 1$代入$m + n$,可得反应级数为$1 + 1 = 2$,所以此反应是二级反应。 - 判断反应分子数:
反应分子数是指参加反应的分子的数目。在$2ICl(g) + H_2(g) \rightarrow I_2(g) + 2HCl(g)$这个反应中,从化学方程式来看,有$2$个$ICl$分子和$1$个$H_2$分子参与反应,总共是$3$个分子,所以从理论上看是三分子反应。但需要注意的是,反应分子数是一个理论概念,而反应级数是通过实验测定的,本题重点强调的是根据实验测定的反应速率与浓度的关系来确定反应级数。