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专项训练 速率方程的有关计算
一、填空题
1．
是一种常用的还原剂。一定条件下，反应
的速率方程为
(k 为速率常数，只与温度、催化剂有关。与浓度无
关)。某温度下，该反应在不同浓度下反应速率如下表所示：
反应速率
①
0.10
0.10
②
0.20
0.10
2
③
0.20
0.20
4
(1)根据表中测定结果，推断出a= 、b= 。
(2)改变下列反应条件，反应速率增大的是___________(填字母)。
A．降温
B．缩小体积
C．加入催化剂
D．减压
2．我国力争于2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和，因此，研发二氧碳利用
技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。在一定催化剂催化作用下CO2加氢合
成甲酸发生反应如下：CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH1=-30.9kJ/mol
(1)温度为T1℃时，该反应平衡常数K=2，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L 的
密闭容器中，实验测得：v 正=k 正·c(CO2)·c(H2)，v 逆=k 逆·c(HCOOH)，k 正、k 逆为速率常
数。T1℃时，k 逆= k 正。
(2)当温度改变为T2℃时，k 正=1.9 k 逆，则T2℃时平衡压强 (填“＞”“＜”或
“=”) T1℃时平衡压强。
(3)该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中的曲线d 所示，已知 Arrhenius 经验
公式为Rlnk=-
+C(Ea 为活化能，k 为速率常数，R 和C 为常数)，则该反应的活化能
Ea= kJ/mol。改变外界条件，实验数据如图中的曲e 所示，则实验可能改变
的外界条件是 。
1
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3．碘蒸气存在能大幅度提高N2O 的分解速率，反应历程为：
第一步：I2(g)→2I(g)(快反应)
第二步：I(g)＋N2O(g)→N2(g)＋IO(g)(慢反应)
第三步：IO(g)＋N2O(g)→N2(g)＋O2(g)＋I2(g)(快反应)
（1）实验表明，含碘时N2O 分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k 为速率常数)。下列表
述正确的是_______。
A．N2O 分解反应中，k 值与碘蒸气浓度大小有关
B．v(第二步的逆反应)＜v(第三步反应)
C．IO 为反应的催化剂
D．第二步活化能比第三步大
(2)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净
化装置中CO 和NO 发生反应2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-746.8kJ-mol-1.实
验测得：v 正=k 正·p2(NO)·p2(CO)，v 逆=k 逆·p(N2)·p2(CO2)。其中k 正、k 逆分别为正、逆反
应速率常数，只与温度有关；p 为气体分压(分压=物质的量分数x 总压)。
①达到平衡后，仅升高温度，k 正增大的倍数 (填“大于”“小于”或“等
于”)k 逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO 和N2物质的量之比为2：2：1，压强为
P0kPa。达平衡时压强为0.9P0kPa，则平衡时CO 的转化率为 ，
。
4． 一定温度下，固定容积的密闭容器中发生反应：
。
其中，正、逆反应速率分别满足以下关系：
(
、
表示速率常数，与温度有关)
2
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①若该温度下平衡常数K＝10，则
，升高温度，
增大的倍数
(填“大于”“小于”或“等于”)
增大的倍数。
②在该条件下反应达平衡后，再充入一定量的
，则
(填“变
大”、“变小”或“不变”)。
5．氮气转化为氮的化合物对于工业制备硝酸有着重要的意义。回答下列问题。
(1)
某反应(假设只涉及气体)的平衡常数表达式为
，则该反应
的热化学方程式为 。
(2)已知反应
的速率方程为
，
，其中
、
是正、逆反应的速率常数，只与温度有关，且
随温度升高而增大。
温度下，在2L 恒容密闭容器中充入一定量
气体发生上述
反应，测得容器中不同时刻
如表所示：
时间/s
0
1
2
3
4
5
2.00
1.60
1.32
1.14
1.00
1.00
1~4s
①
内该反应的平均反应速率
。
②
温度下达到化学平衡时，
。
③若将容器的温度改为
，其他条件不变，
，则
(填“<”“>”或
“=”)。
6．温度为T1时，在一个容积均为1L 的密闭容器中仅发生反应：
3
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。实验测得：
正=
(NO)消耗=2
(O2)消耗=k 正
c2(NO)·c(O2)，
逆=
(NO2)消耗=k 逆c2(NO2)，k 正、k 逆为速率常数，受温度影响。
物质的起始浓度/mol/L
物质的平衡浓度/mol/L
c(NO)
c(O2)
c(NO2)
c(O2)
0.6
0.3
0
0.2
温度为T1时，
(填数据)；当温度升高为T2时，k 正、k 逆分别增大m 倍和n
倍，则m n(填“>”、“＜”或“=”)
7．为保护环境，需给汽车安装尾气净化装置，装置中发生反应为：
。一定温度下，将等物质的量的CO 和
NO 气体充入刚性容器中发生反应，测得容器内的压强变化如图中曲线Ⅰ所示。
回答下列问题：
(1)已知该反应的正反应速率
，逆反应速率
，其中
、
为速率常数，只与温度有关。则反应达平衡时，
(填“>”、“<”或“=”)。
(2)从曲线Ⅰ到曲线Ⅱ可能改变的反应条件是 ，此时
与Ⅰ相比将 (填
“增大”、“减小”或“不变”)。
8．丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+HI 的速率方程为
v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时
间)为
，其中k=A
(k 为速率常数，Ea为活化能，A 为比例系数)。
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(1)在保持酸性不变的条件下，改变下列条件时，反应的瞬时速率如表所示。
序
号
温度
c(CH3COCH3)/(mol•L-1)
c(I2)/(mol•L-1)
v/(10-3mol•L-1•min-1)
1
T1
0.25
0.050
1.4
2
T1
0.50
0.050
2.8
3
T1
1.00
0.050
5.6
4
T1
0.50
0.100
2.8
5
T2
0.50
0.100
①下列关于速率常数k 的说法中正确的是 (填标号)。
A．速率常数k 只受温度影响
B．加入催化剂，可使k 增大
C．可逆反应中的正逆反应速率常数k 正和k 逆相等
②当T2＞T1时，vx 2.8mol•L-1•min-1(填：“大于”、“小于”或“等于”)。
③速率方程中：m= ；n= ；k= 。
(2)若T1℃时，v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)，c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H+)的起始浓度
依次是0.01mol•L-1、0.1mol•L-1、0.01mol•L-1。当c(I2)的浓度降低为原来一半时，反应
速率将 (填：“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)在过量的I2存在，c(H+)=1mol•L-1时。反应掉75%的CH3COCH3所需的时间是
min。
9． 一定温度下，向一恒容密闭容器中一入定量CH4(g)和H2O(g)，发生CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)吸热反应。实验测得速率方程：v 正=k 正c(CH4)c(H2O)，v 逆=k 逆
(CO)c3(H2)(k 正、k 逆为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂、固体表面积有关，与
浓度无关)。
①他条件不变，升高温度.k 正 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；加入催
化剂，v 逆 。
②达到平衡时，
= (用含k 正、k 逆的代数式表示)。
10．乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。
实验测得 2CH2=CH2(g)+O2(g)
2
(g)
H
0
△﹤中，v 逆=k 逆·c2(
),v 正=k 正
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c2(CH2=CH2)·c(O2)(
为速率常数，只与温度有关)。
(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是_______(填字母)。
A．
均增大，且
增大的倍数更多
B．
均减小，且
减小的倍
数更少
C．
增大、
减小，平衡正向移动
D．
均减小，且
减小的倍数更
少
(2)若在
的密闭容器中充入
和
，在一定温度下只发生上
述反应，经过
反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875 倍，则
内
，
。
11．已知基元反应mA+nB→pC+qD 的速率方程为v=kcm(A)cn(B)(k 为只与温度有关的速
率常数)，一般反应的速率由基元反应中的慢反应决定，反应3ClO-(aq)
(aq)
+2Cl-(aq)可能的机理有如下几种：
I、3C1O-→
+2Cl-
II、ClO-→Cl-+O(慢)、O+ClO-→Cl-+O2(快)、C1O-+O2→
(快)
III、ClO-+ClO-→
+Cl-(慢)、ClO-+
→
+Cl-(快)
则机理II 的中间体是 。若反应3ClO-(aq)
(aq)+2Cl-(aq)的速率方程
为v=kc2(ClO-)，则该反应的历程可能是 (填标号)。
12．羰基硫(COS)，用于合成除草剂、杀虫剂等，还能作为粮食熏蒸剂。CO、CO2分
别与H2S 反应均能制得COS，反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知：在相同条件下，向两个容积相同且不变的密闭容器中按下表投料(N2不参与反
应)，分别发生上述反应。温度相同时，反应Ⅰ的平衡常数大于反应Ⅱ的平衡常数。实
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线a、b 表示在相同的时间内两反应中n(COS)随温度的变化关系如下图所示；虚线c、
d 表示两反应的平衡曲线。
反应Ⅰ
反应Ⅱ
起始投料
CO
H2S
N2
CO2
H2S
N2
起始物质的量(mol)
1
1
3
1
1
3
完成下列填空：
实验测得反应Ⅱ的速率方程为：
，
，k 为速
率常数，则达到平衡后，仅升高温度k 正增大的倍数 (填“＞”、“＜”或
“=”)k 逆增大的倍数。
13．利用天然气分解也可制备
，反应如下：
反应1：
反应2：
已知：
、
分别为正反应速率常数和逆反应速率常数，该常数只与温度、催化剂有
关。通过实验测得反应Ⅲ的正反应速率和逆反应速率方程：
，
。一定温度时测得
，则该温度时的平衡常数
。
14．工业上利用氨气制备氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)+NH3(g)
HCN(g)+3H2(g)
△H>0。速率方程为
，
，
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k(正)、k(逆)分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关。
①其他条件不变，反应达到平衡后，NH3转化率随着条件X 的增大而减小，则X 可能
是 (答一种即可)。
②当平衡常数K=20，k(逆)=2 时，k(正)= 。
15．甲醇气相脱水制甲醚(CH3OCH3)的反应可表示为： 2 CH3OH(g)
CH3OCH3(g) +
H2O(g) ΔH=-25 kJ/mol。若其正、逆反应速率分别可表示为v 正=k 正c2(CH3OH)、v 逆=k 逆
c (CH3OCH3)·c (H2O)，k 正、k 逆 分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关。则如图
(pk=-lgk)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示pk 正随温度T 变化关系的是斜线
。
16．甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。反应如下：
反应ⅰ．
；
反应ⅱ．
；
某科研小组研究了反应ⅱ的动力学，获得其速率方程
，k 为
速率常数(只受温度影响)，m 为
的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分
初浓度和反应初速率如下：
实验序号
1
0.100
0.100
2
0.100
0.200
的反应级数
，当实验2 进行到某时刻，测得
，
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则此时的反应速率
(保留3 位有效数字，已知
)。
17．机动车尾气的主要污染物是氮的氧化物，采用合适的催化剂可分解NO，反应为
2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g) ΔH，在T1℃和T2℃时，分别在容积均为1 L 的密闭容器中通入
1 mol NO，并发生上述反应，NO 的转化率随时间的变化曲线如下图所示：
(1)T1℃ (填“＞”或“＜”，下同)T2℃，ΔH 0。
(2)温度为T1℃时该反应的平衡常数K= (结果保留3 位小数)。已知反应速
率v 正=k 正c2(NO)，v 逆=k 逆c(N2)·c(O2)，k 正、k 逆分别为正反应速率常数和逆反应速率常
数，则a 点处
= 。
18．工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为： 2CO2(g)+
6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)
H
△。
①该反应的△H (填“>”“<”或“=”) 0；其正反应在 (填“高温”、“低
温”或“任何温度”)下能自发进行。
②该反应的反应速率表达式为v 正 =k 正 ·c2 (CO2)· c6(H2)，v 逆 =k 逆
·c(C2H5OH)·c3(H2O)，其中k 正、k 逆为速率常数。则该反应的平衡常数K = (用含
k 正、k 逆的代数式表示)，若其他条件不变，降低温度，则下列推断合理的是
(填标号)。
A．k 正增大，k 逆减小 B．k 正减小，k 逆增大
C． k 正减小的倍数大于k 逆 D．k 正减小的倍数小于k 逆
19．以CO2、H2为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
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(1)反应I、II 的1nK(K 代表化学平衡常数)随
(温度的倒数)的变化如图所示。据图判
断，升高温度时，反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数将 (填
“增大”“减小”或“不变”)。
（2）已知反应Ⅱ的速率方程可表示为
，
，其中
分别为正、逆反应的速率常数，1gk 与
的关系
如图所示，①、②、③、④四条斜线中，表示1gk 正的是 ；230℃下，图中
A、B、C、D 点的纵坐标分别为
，达到平衡时，测得体系中
，以物质的分压表示的反应I 的平衡常数
。(已知：
10-0.48=0.33，10-0.52=0.30)
20．顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常
数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：
(1)已知：t1温度下，
，
，该温度下反应的平衡常数值K1=
10
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。
(2)t2温度下，下图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是 (填曲线
编号)，平衡常数值K2= 。
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