热点强化 14 速率常数与化学平衡常数的关系
1.假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),其速率可表示为
v=k·ca(A)·cb(B),式中的 k称为反应速率常数或速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速
率,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响,通常反应速率常数越大,
反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),
平衡常数 K==,反应达到平衡时 v正=v逆,故 K=。
[示例] 温度为 T1,在三个容积均为 1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.3 kJ·mol-1,该反应中,正反应速率为 v正=k正·c(CH4)·c(H2O),
逆反应速率为 v逆=k逆·c(CO)·c3(H2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。
已知 T1时,k正=k逆,则该温度下,平衡常数 K1=____;当温度改变为 T2时,若 k正=1.5k逆,
则T2________T1(填“>”“=”或“<”)。
答案 1 >
解析 解题步骤及过程:
步骤 1 代入特殊值:
平衡时 v正=v逆,即
k正·c(CH4)·c(H2O)=k逆·c(CO)·c3(H2);
步骤 2 适当变式求平衡常数,
K1==;k正=k逆,K1=1
步骤 3 求其他
K2==;k正=1.5k逆,K2=1.5;
1.5>1,平衡正向移动,升高温度平衡向吸热方向移动;则 T2>T1。
1.N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的 N2O4放入恒容密闭容器中,
在一定条件下,该反应 N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=
k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2),其中 k1、k2是与反应温 度有关的常数 。则一定温度 下 ,
k1、k2与平衡常数 Kp的关系是 k1=________。
答案 Kpk2
解析 Kp=,平衡时 NO2、N2O4的消耗速率之比为 v(NO2)∶v(N2O4)=
[k2·p2(NO2)]∶[k1·p(N2O4)]=2∶1。