题目
某反应,无论反应物初始浓度为多少,在相同时间和温度时,反应物消耗的浓度为定值.此反应是( ).A. 负级数反应B. 一级反应C. 零级反应D. 二级反应
某反应,无论反应物初始浓度为多少,在相同时间和温度时,反应物消耗的浓度为定值.此反应是( ).
A. 负级数反应
B. 一级反应
C. 零级反应
D. 二级反应
题目解答
答案
C. 零级反应
解析
考查要点:本题主要考查化学反应级数的判断,需结合不同级数反应的浓度随时间变化的规律进行分析。
解题核心思路:
关键点在于理解不同反应级数下,反应物消耗浓度与时间的关系。
- 零级反应:反应速率与浓度无关,单位时间内消耗的浓度固定。
- 一级反应:反应速率与浓度成正比,消耗浓度随时间呈指数关系。
- 二级反应:反应速率与浓度平方成正比,消耗浓度与时间呈双曲线关系。
题目中“消耗的浓度为定值”直接对应零级反应的特征。
反应级数与浓度变化关系分析
零级反应
速率方程:
$\text{速率} = k$
浓度随时间变化:
$[A] = [A]_0 - kt$
特点:单位时间内消耗的浓度固定($kt$),与初始浓度$[A]_0$无关。因此,相同时间内消耗的浓度恒为$kt$,符合题意。
一级反应
速率方程:
$\text{速率} = k[A]$
浓度随时间变化:
$\ln \frac{[A]}{[A]_0} = -kt$
特点:消耗浓度与初始浓度$[A]_0$和时间$t$相关,无法保证相同时间内消耗浓度固定。
二级反应
速率方程:
$\text{速率} = k[A]^2$
浓度随时间变化:
$\frac{1}{[A]} = kt + \frac{1}{[A]_0}$
特点:消耗浓度同样依赖于$[A]_0$和$t$,无法满足题意。
负级数反应
负级数反应非常规情况,且速率通常随浓度增加而减小,无法保证消耗浓度固定。