题目

9.某反应 A(g)+B(g)=C(g)+D(g) 的速率方程为 =kcdot (c)^m(A)cdot (C)^n(B) 其半衰期(当剩余的反应物恰好是起-|||-始的一半时所需的时间)为 dfrac (0.66)(k) 在650K时,反应物浓度不同时的反应速率如表所示。-|||-c 0.025 0.050 0.025-|||-C 0.040 0.040 0.120-|||-.2times 1 4.4 ×1 .6times 1-|||-下列说法错误的是-|||-A.该反应可能为基元反应-|||-B.该反应的速率常数 =2.2times (10)^-3Lcdot mo(l)^-1(min)^-1-|||-C.当 (A)=0.100molcdot (L)^-1 (B)=0.160molcdot (L)^-1 650K时的反应速率为 .52times (10)^-4molcdot (L)^-1cdot min'-|||-D.在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是1200min

题目解答

答案

解析

考查要点：本题主要考查化学反应速率方程的确定、速率常数的计算、基元反应的判断以及半衰期的应用。

解题核心思路：

  1. 确定反应级数：通过实验数据比较浓度变化对速率的影响，确定速率方程中各物质的指数$m$和$n$。
  2. 计算速率常数$k$：代入已知数据验证选项B的正确性。
  3. 速率计算：根据速率方程和给定浓度计算反应速率，判断选项C的正确性。
  4. 半衰期应用：结合半衰期公式和反应进度判断选项D的正确性。

破题关键点：

  • 速率方程的确定：通过实验数据对比，发现速率与$[A]$、$[B]$均呈一次方关系，说明$m=1$，$n=1$。
  • 半衰期与反应级数的关系：半衰期公式$\frac{0.66}{k}$隐含反应总级数为$2$（$m+n=2$），但结合速率方程$m+n=2$，需注意与一级反应半衰期公式的区别。

选项A分析

速率方程为$v=k[A][B]$，且化学计量数与浓度指数一致（$m=1$，$n=1$），符合基元反应特征，因此A正确。

选项B分析

利用实验1数据计算$k$：
$k = \frac{v}{[A][B]} = \frac{2.2 \times 10^{-6}}{0.025 \times 0.040} = 2.2 \times 10^{-3} \, \text{L·mol}^{-1}\text{·min}^{-1}$
B正确。

选项C分析

代入$[A]=0.100$，$[B]=0.160$计算速率：
$v = k[A][B] = 2.2 \times 10^{-3} \times 0.100 \times 0.160 = 3.52 \times 10^{-5} \, \text{mol·L}^{-1}\text{·min}^{-1}$
选项C给出$3.52 \times 10^{-4}$，C错误。

选项D分析

当B过量时，反应进度仅由A的浓度决定。反应掉93.75%的A对应$4$个半衰期：
$t_{\text{半衰期}} = \frac{0.66}{k} = \frac{0.66}{2.2 \times 10^{-3}} = 300 \, \text{min}$
总时间$=4 \times 300 = 1200 \, \text{min}$，D正确。