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;不使用他人现成题目;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
ln(k₂/k₁) = Ea/R·(1/T₁ − 1/T₂);同一组数据也可先取两点斜率再反解 Ea。 本讲把「两点式」与「按 1/T 作直线的斜率绝对值」两条路径回代。二、逐题精讲
题1
自编示意:T₁ = 300 开时 k₁ = 0.0200 每秒,T₂ = 320 开时 k₂ = 0.0800 每秒,气体常数 R = 8.314 焦每摩每开。求活化能 Ea 与倒数温差。解析
k₂/k₁ = 4,ln 比值 = 1.386294。 倒数温差 1/T₁ − 1/T₂ = 0.000208 每开。 由 ln(k₂/k₁) = Ea/R·(1/T₁−1/T₂) 得 Ea = 55323.126328 焦每摩,即 55.323126 千焦每摩。答案 k₂/k₁ = 4;ln 比值 1.386294;Ea = 55323.126328 焦每摩(55.323126 千焦每摩)。
采分点 比值与对数 2 分;两点式 3 分;Ea 反解 3 分;单位 2 分。
易错点 把 (1/T₁−1/T₂) 写成 (T₂−T₁),或漏掉 R,Ea 会差若干个数量级。
题2
用「两点式」与「按 1/T 作直线的斜率绝对值」两条独立路径重算 Ea,并说明指前因子为何在两温度下相消。解析
路径一:Ea = R·1.386294/0.000208 = 55323.126328 焦每摩。 路径二:lnk 对 1/T 的直线斜率为 −Ea/R,其绝对值 (lnk₂−lnk₁)/(1/T₁−1/T₂) = 6654.212933,反解 Ea = R×6654.212933 = 55323.126328 焦每摩,与路径一相同。 两式里 lnA 相减时抵消,故无需知道指前因子;温度与速率常数均为自编示意。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):速率常数比(两温度下速率常数之比)= 4;对数比值(比值的自然对数)= 1.386294;活化能焦每摩(两点式与斜率绝对值式)= 55323.126328;活化能千焦每摩(换成千焦)= 55.323126;斜率绝对值(lnk 对 1/T 的斜率绝对值)= 6654.212933;倒数温差(两点 1/T 之差)= 0.000208答案 两路均为 55323.126328 焦每摩;斜率绝对值 6654.212933。
采分点 两条路径各 3 分;lnA 相消理由 2 分;回代闭合 2 分。
易错点 把 1/T 的差写成 T 的差,或把 ln 换成 lg 而忘记乘 2.303,都会错。
三、规律小结与对照表
| 量 | 主路径 | 独立路径 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 速率常数比 | k₂/k₁ | 4 | 4 |
| 对数比值 | ln(k₂/k₁) | ln4 | 1.386294 |
| 活化能焦每摩 | R×ln 比除以倒数温差 | R×斜率绝对值 | 55323.126328 |
| 活化能千焦每摩 | Ea/1000 | 55323.126328/1000 | 55.323126 |
| 斜率绝对值 | (lnk₂−lnk₁)/(1/T₁−1/T₂) | Ea/R | 6654.212933 |
| 倒数温差 | 1/T₁−1/T₂ | 0.000208333 | 0.000208 |
Arrhenius 两点式先算 ln 比与 1/T 差,再让两路闭合;温度与常数均为自编示意,不代表真实反应参数。
四、自测清单
- 是否先取自然对数
- 分母是否为 1/T₁−1/T₂
- 两路 Ea 是否相等
- 是否说明 lnA 相消
- 单位是否为焦每摩
- 是否避免把 lg 当 ln
- 结果是否代回 k₂/k₁ 闭合
- 是否注明示意参数
五、数值回代明细
按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):速率常数比 = 4;对数比值 = 1.386294;活化能焦每摩 = 55323.126328;活化能千焦每摩 = 55.323126;斜率绝对值 = 6654.212933;倒数温差 = 0.000208。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。
六、选题边界与相邻板块
本讲只处理两温度点的活化能反解;初始速率法判级数、积分法判级数、平行反应选择性与半衰期法另属相邻板块,不在此重复计数。
本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。