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。
一、考点定位与做题顺序
速率方程 v = k[A]^m[B]^n 里的 m、n 不能从配平方程读,得由实验定。初始速率法的诀窍是「一次只改一个浓度」:A 翻倍、B 不动,v 翻 2^m 倍;再 B 翻倍、A 不动,v 翻 2^n 倍。
自编示意三组实验(浓度单位 mol/L,速率单位 mol/(L·s),均为自编示意数值,不代表真实反应动力学参数):
实验1 [A]=0.100 [B]=0.100 v=2.00e-03;实验2 [A]=0.200 [B]=0.100 v=8.00e-03;实验3 [A]=0.100 [B]=0.200 v=4.00e-03。
二、逐题精讲
题1
题1 求 m、n、总级数与速率常数 k。
解析
比较实验1→2:只有 [A] 由 0.100 翻倍到 0.200,[B] 不变;v 由 2.00e-03 到 8.00e-03 是 ×4.0,故 2^m = 4.0 → m = 2。
比较实验1→3:只有 [B] 由 0.100 翻倍到 0.200,[A] 不变;v 由 2.00e-03 到 4.00e-03 是 ×2.0,故 2^n = 2.0 → n = 1。总级数 m+n = 3。
k = v₁/([A]₁^m[B]₁^n) = 2.00e-03/(0.100²×0.100) = 2.00 L²/(mol²·s)。回代核验:k×0.100²×0.100 = 2.00e-03 = v₁,闭合。
答案 m=2、n=1、总级数 3;k=2.00 L²/(mol²·s)
采分点 控制变量判据 2 分;m 2 分;n 2 分;k 2 分;v₁ 回代 1 分
易错点 把 m、n 从配平方程读;两组一起改浓度
题2
题2 用求得的 k 回代实验2 与实验3 的速率;若把实验3 的 [A] 也当成变了,会出什么错?
解析
实验2:v = k[A]²[B] = 2.00×0.200²×0.100 = 8.00e-03,与题给 8.00e-03 一致。实验3:v = 2.00×0.100²×0.200 = 4.00e-03,与题给 4.00e-03 一致。
实验3 的 [A] 实际仍是 0.100(与实验1 相同),只有 [B] 变了。若误以为 [A] 也翻倍,会把 v 的 ×2.0 同时归因给 A 与 B,得不到唯一的 n;这正是「一次只改一个浓度」的原因。控制变量一破,级数就不可辨。
回代核验:8.00e-03/2.00e-03 = 4.0 = 2^m,4.00e-03/2.00e-03 = 2.0 = 2^n,两个比值各自闭合;三组共用同一个 k,没有为凑结果改任何浓度。
答案 实验2 回代 8.00e-03、实验3 回代 4.00e-03,与题给一致;误判 [A] 变化会使 n 不可辨
采分点 两组回代各 2 分;控制变量辨析 2 分;两比值回代 2 分;口径 1 分
易错点 说成实验3 的 A 也变了;为凑结果改浓度
三、规律小结与对照表
| 比较组 | 改的量 | v 倍数 | 推出 |
|---|---|---|---|
| 1→2 | [A] ×2 | ×4 | m=2 |
| 1→3 | [B] ×2 | ×2 | n=1 |
| 速率方程 | v=k[A]²[B] | — | k=2.00 |
| 总级数 | m+n | — | 3 |
小结:初始速率法一次只翻倍一个浓度,v 翻 2^m、2^n 倍。本例 m=2、n=1、k=2.00,三组速率全部回代闭合。数值均为自编示意。
四、自测清单
- 知道级数要由实验定、不能从配平方程读
- 会用控制变量只改一个浓度
- 能由 v 的倍数求 m 与 n
- 会由一组实验求速率常数 k
- 能用 k 回代另外两组速率
- 能识别控制变量被破坏时级数不可辨