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例题精讲 · 第 00534 题 · c、lnc、1/c 谁对 t 成直线,级数就是谁

以自编示意浓度为材料,分别检验 c–t、lnc–t、1/c–t 的线性,判定一级反应并求速率常数与半衰期,配数值回代。

00534题号全 1000 篇 · 第 第89轮 / 第89册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

一、考点定位与做题顺序

判定反应级数不必先猜:把浓度数据分别按 c、ln c、1/c 对时间作图,哪一条成直线就是哪一级。零级斜率是 −k,一级斜率是 −k,二级斜率是 k,量纲各不相同。

示意数据:t = 0 / 10 / 20 / 30 min 时 c = 0.100 / 0.080 / 0.064 / 0.0512 M。以上浓度与时间均为自编示意,非真实动力学实验记录。

二、逐题精讲

题1

题1 分别检验 c–t、lnc–t、1/c–t 的线性,判定级数。

解析

零级检验:相邻 c 差为 −0.020 / −0.016 / −0.0128,不等,c–t 不是直线,非零级。

二级检验:1/c 为 10.000 / 12.500 / 15.625 / 19.531,相邻差 2.500 / 3.125 / 3.906,也不等,非二级。

一级检验:每 10 min 浓度乘 0.8(0.100→0.080→0.064→0.0512),等比递减即 ln c 对 t 等距下降,成直线,判一级反应。

回代核验:c₃/c₀ = 0.0512/0.100 = 0.512,且 0.100×0.8³ = 0.0512 = 0.0512,与 t=30 数据一致;三段公比相同,闭合。

答案 一级反应;c–t 与 1/c–t 差分不等,lnc–t 等距下降

采分点 零级差分 1 分;二级差分 1 分;等比判据 2 分;公比回代 2 分

易错点 看到浓度下降就判零级;把 1/c 的差分当等比;漏掉 ln 取自然对数

题2

题2 求一级速率常数 k 与半衰期 t½,并说明为什么半衰期与初始浓度无关。

解析

一级积分式:ln(c₀/c) = kt,故 k = ln(0.100/0.0512)/30 = 0.02231 min⁻¹。

半衰期 t½ = ln2/k = 31.06 min。

与 c₀ 无关的原因:t½ 由 ln2 与 k 决定,c₀ 在 ln(c₀/(c₀/2)) = ln2 中被约掉;二级反应 t½ = 1/(kc₀) 才依赖 c₀,这也是「判级数」必须先于「算半衰期」的理由。

回代核验:把 t½ 代回 c = c₀·e^(−k·t½) = 0.100×e^(−0.02231×31.06) = 0.05 M = c₀/2,闭合。

答案 k=0.02231 min⁻¹;t½=31.06 min;一级半衰期与 c₀ 无关

采分点 k 2 分;半衰期 2 分;与 c₀ 无关的原因 2 分;回代 1 分

易错点 把 ln 写成 log₁₀ 不换底;把 t½ 写成 1/(kc₀);忘记 min⁻¹ 量纲

三、规律小结与对照表

级数线性化斜率半衰期
零级c 对 t−kc₀/(2k)
一级ln c 对 t−kln2/k
二级1/c 对 tk1/(kc₀)
本例等比 0.8判一级31.07 min

小结:先看谁成直线,再选半衰期公式。本例公比 0.8、k=0.02231 min⁻¹、t½=31.06 min,c₀ 被约掉;零级与二级的差分都不等,已排除。以上为自编示意数据。

四、自测清单

  • 能说出 c、ln c、1/c 三种线性化分别对应哪一级
  • 能用相邻差分排除零级与二级
  • 能由等比递减判一级
  • 能由 ln(c₀/c)=kt 求 k
  • 能由 ln2/k 求半衰期
  • 能说明一级半衰期与 c₀ 无关
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):溶液平衡、沉淀滴定、电化学热力学、动力学与界面化学相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招化学·积分法判定反应级数:零级、一级、二级线性化
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