题目
已知某反应半衰期与反应物的初始浓度无关,则该反应为:()A. 零级B. 二级C. 三级D. 一级
已知某反应半衰期与反应物的初始浓度无关,则该反应为:()
A. 零级
B. 二级
C. 三级
D. 一级
题目解答
答案
D. 一级
解析
考查要点:本题主要考查化学反应级数与半衰期关系的理解,需掌握不同级数反应的半衰期公式及其特点。
解题核心思路:
半衰期(t₁/₂)是否与初始浓度相关是判断反应级数的关键。需回忆各反应级数对应的半衰期公式,判断其中是否包含初始浓度项。
破题关键点:
- 一级反应的半衰期公式为$t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k}$,与初始浓度无关。
- 其他级数(如零级、二级、三级)的半衰期公式均包含初始浓度项,因此排除。
一级反应的半衰期特性:
对于一级反应,反应速率与反应物浓度的一次方成正比,其半衰期公式为:
$t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k}$
其中,$k$为速率常数,公式中未出现初始浓度,因此半衰期与初始浓度无关。
其他级数的半衰期公式:
- 零级反应:$t_{1/2} = \frac{[A]_0}{2k}$(与初始浓度成正比)
- 二级反应:$t_{1/2} = \frac{1}{k[A]_0}$(与初始浓度成反比)
- 三级反应:$t_{1/2} = \frac{1}{2k[A]_0^2}$(与初始浓度平方成反比)
综上,只有当反应为一级时,半衰期与初始浓度无关,故正确答案为D选项。