题目
在蔗糖转化反应的速率常数测定试验中,蔗糖转化反应为:C12H22O11(蔗糖)+ H2O → C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6(果糖)。在进行动力学研究中可将它当作几级反应及其理由:A. 8 级;对水浓度的反应级数为6B. 1 级;实验中水的浓度和H+浓度保持不变C. 2 级;反应对蔗糖和H+浓度都是一级反应
在蔗糖转化反应的速率常数测定试验中,蔗糖转化反应为:C12H22O11(蔗糖)+ H2O → C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6(果糖)。在进行动力学研究中可将它当作几级反应及其理由:
A. 8 级;对水浓度的反应级数为6
B. 1 级;实验中水的浓度和H+浓度保持不变
C. 2 级;反应对蔗糖和H+浓度都是一级反应
题目解答
答案
B. 1 级;实验中水的浓度和H+浓度保持不变
解析
考查要点:本题主要考查化学反应级数的判断依据,特别是实验条件下浓度恒定物质对反应级数的影响。
解题核心思路:
- 反应级数由实验决定,而非化学计量数。
- 浓度恒定的物质(如溶剂水、催化剂中的H⁺)会被视为常数,不计入反应级数。
- 若反应速率方程中仅含蔗糖浓度的幂次,则总级数为1级。
破题关键点:
- 明确实验中水和H⁺的浓度保持恒定,因此它们的浓度变化不影响速率方程。
- 速率方程简化后仅与蔗糖浓度的一次方有关。
蔗糖转化反应的速率方程一般形式为:
$v = k[\text{蔗糖}]^m[\text{H}^+]^n[\text{H}_2\text{O}]^p$
其中,$m$、$n$、$p$为反应级数。
实验条件分析:
- 水的浓度:在溶液中,水的浓度极大且变化微小,可视为常数。
- H⁺的浓度:实验通常在酸性条件下进行,且H⁺浓度通过缓冲溶液保持恒定。
速率方程简化:
将$[\text{H}_2\text{O}]$和$[\text{H}^+]$合并到速率常数$k$中,速率方程简化为:
$v = k'[\text{蔗糖}]$
此时,总反应级数为1级,仅与蔗糖浓度的一次方有关。
选项辨析:
- 选项B正确:水和H⁺浓度恒定,反应级数为1级。
- 选项C错误:若H⁺浓度变化,反应可能为二级,但题目明确H⁺浓度恒定。
- 选项A错误:反应级数与化学计量数无关。