题目
反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应,当降低A的浓度后,发现反应生成P的量显著降低,而R的生成量略降低,表明()。A. 反应(1)的活化能小于反应(2)B. 反应(1)的反应速率常数大于反应(2)C. 反应(1)对A的反应级数小于反应(2)D. 反应(1)对A的反应级数大于反应(2)
反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应,当降低A的浓度后,发现反应生成P的量显著降低,而R的生成量略降低,表明()。
A. 反应(1)的活化能小于反应(2)
B. 反应(1)的反应速率常数大于反应(2)
C. 反应(1)对A的反应级数小于反应(2)
D. 反应(1)对A的反应级数大于反应(2)
题目解答
答案
D. 反应(1)对A的反应级数大于反应(2)
解析
考查要点:本题主要考查化学反应动力学中反应级数对反应速率的影响,以及如何通过实验现象推断反应的级数关系。
解题核心思路:
当反应物浓度降低时,不同反应速率的变化程度取决于它们的反应级数。反应级数越高,对浓度变化越敏感。若反应(1)的生成物P显著减少,而反应(2)的生成物R仅略降,说明反应(1)对A的浓度更敏感,即其级数更高。
破题关键点:
- 排除无关选项:题目中温度不变,速率常数$k$不变,因此与活化能(选项A)和速率常数大小(选项B)无关。
- 聚焦级数差异:通过浓度变化对速率的影响,直接比较两反应的级数关系。
假设反应速率方程分别为:
- 反应(1):$v_1 = k_1[A]^{m}$($m$为反应(1)的级数)
- 反应(2):$v_2 = k_2[A]^{n}$($n$为反应(2)的级数)
当降低$[A]$时:
-
反应速率的变化规律:
- 若$m > n$,则$[A]$减半时,$v_1$下降幅度远大于$v_2$。
- 题目中,$P$的生成量显著降低($v_1$大幅下降),而$R$的生成量略降($v_2$小幅下降),说明$m > n$。
-
选项分析:
- 选项D($m > n$)符合上述推论。
- 选项C($m < n$)与现象矛盾。
- 选项A、B涉及温度相关参数(活化能、速率常数),但题目中温度恒定,故无关。