题目
某反应速率常数的量纲是[浓度]-1[时间]-1,则该反应是____A. 一级反应B. 二级反应C. 三级反应D. 零级反应
某反应速率常数的量纲是[浓度]-1[时间]-1,则该反应是____
A. 一级反应
B. 二级反应
C. 三级反应
D. 零级反应
题目解答
答案
B. 二级反应
解析
考查要点:本题主要考查化学反应速率常数的量纲与反应级数的关系,需要根据量纲推断反应的级数。
解题核心思路:
- 速率方程的形式:反应级数$n$决定了速率方程的形式$v = k[A]^n$。
- 速率常数$k$的单位:速率$v$的单位是浓度/时间(如mol·L⁻¹·s⁻¹),结合速率方程可推导出$k$的单位。
- 量纲匹配:将题目中给出的$k$的量纲与不同级数对应的单位对比,确定正确选项。
破题关键点:
- 零级反应:$k$的量纲为$[\text{浓度}]^1[\text{时间}]^{-1}$。
- 一级反应:$k$的量纲为$[\text{时间}]^{-1}$。
- 二级反应:$k$的量纲为$[\text{浓度}]^{-1}[\text{时间}]^{-1}$。
- 三级反应:$k$的量纲为$[\text{浓度}]^{-2}[\text{时间}]^{-1}$。
题目中给出的量纲为$[\text{浓度}]^{-1}[\text{时间}]^{-1}$,对应二级反应。
根据速率方程$v = k[A]^n$,速率$v$的单位为$[\text{浓度}][\text{时间}]^{-1}$,代入公式可得速率常数$k$的单位:
$k = \frac{v}{[A]^n} \implies \text{单位为} \frac{[\text{浓度}][\text{时间}]^{-1}}{[\text{浓度}]^n} = [\text{浓度}]^{1-n}[\text{时间}]^{-1}.$
选项分析:
- A. 一级反应:$n=1$,$k$的单位为$[\text{时间}]^{-1}$,与题目不符。
- B. 二级反应:$n=2$,$k$的单位为$[\text{浓度}]^{-1}[\text{时间}]^{-1}$,与题目一致。
- C. 三级反应:$n=3$,$k$的单位为$[\text{浓度}]^{-2}[\text{时间}]^{-1}$,与题目不符。
- D. 零级反应:$n=0$,$k$的单位为$[\text{浓度}][\text{时间}]^{-1}$,与题目不符。
因此,正确答案为B。