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例題精講 · 第 00606 題 · 零級減半、一級不變、二級翻倍,三句話記住

以自編示意濃度減半時間為材料,由相鄰兩次半衰期的變化判反應級數,求速率常數並回代,再對照零級與一級的預期。

00606題號全 1000 篇 · 第 第101輪 / 第101冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

不用擬合整條曲線,只看「濃度每次減半要多久」就能判級數:零級 t½ ∝ c0(濃度減半,半衰期也減半),一級 t½ 與濃度無關(恆定),二級 t½ ∝ 1/c0(濃度減半,半衰期翻倍)。

自編示意:初始 c0 = 0.8 mol/L,第一次從 0.8 降到 0.4 用 20.0 min,第二次從 0.4 降到 0.2 用 40.0 min。濃度與時間均為自編示意,不代表真實體系。

二、逐題精講

題1

題1 由兩次半衰期判級數,並求速率常數 k。

解析

t½1 = 20.0 min、t½2 = 40.0 min,比值 = 2.0,即濃度每減半、半衰期翻倍,符合二級反應 t½ ∝ 1/c0。

二級積分式 1/c − 1/c0 = kt。半衰時 c = c0/2,故 1/(c0/2) − 1/c0 = 1/c0 = k·t½,得 k = 1/(c0·t½) = 1/(0.8×20.0) = 0.0625 L/(mol·min)。

回代核驗:把 0.8 與 0.4 代入積分式,1/0.4 − 1/0.8 = 1.25 = 0.0625×20.0,閉合。

答案 二級反應;k = 0.0625 L/(mol·min)

採分點 由半衰期比判級數 3 分;寫出二級積分式 2 分;k 推導 2 分;數值 1 分;積分式回代 2 分

易錯點 把翻倍判成一級;用一級 k=ln2/t½ 套二級數據

題2

題2 用 k 回代第二次半衰期,並寫出零級、一級在同一組濃度下的預期半衰期作對照。

解析

第二次:t½2 = 1/(k·c1) = 1/(0.0625×0.4) = 40.0 min,與題給 40.0 min 一致,閉合。

對照:零級 t½ ∝ c0,濃度由 0.8 降到 0.4(減半)時 t½ 應減半為 10.0 min;一級 t½ 與濃度無關,應恆為 20.0 min。實際是 40.0 min,只有二級的「翻倍」對得上。

三個預期值 10.0、20.0、40.0 互不相同,正是半衰期法能判別級數的原因。回代核驗:40.0/20.0 = 2.0 = c0/c1 = 2,與二級 1/c0 關係一致;10.0/20.0 = 0.5 與零級關係一致。

答案 回代 t½2 = 40.0 min;零級預期 10.0 min、一級 20.0 min、實際 40.0 min 對應二級

採分點 回代 40.0 2 分;三個預期值 3 分;判別邏輯 2 分;比值回代 2 分

易錯點 把零級預期寫成 40 min;把一級預期寫成 10 min

三、規律小結與對照表

級數t½ 與 c0本題第二次判定
零級∝ c010.0 min不符
一級無關20.0 min不符
二級∝ 1/c040.0 min符合
k1/(c0 t½)0.0625回代 40.0

小結:濃度減半看半衰期怎麼變——零級減半、一級不變、二級翻倍。本例 20.0→40.0 min 判二級,k=0.0625,回代 40.0 min 閉合。數據均為自編示意,不代表真實體系。

四、自測清單

  • 知道三種級數的半衰期與初始濃度關係
  • 能用相鄰半衰期變化判級數
  • 能用二級積分式求速率常數
  • 能用 k 回代第二次半衰期
  • 能寫出零級與一級的預期值作對照
  • 不把一級 k=ln2/t½ 套到二級
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):溶液平衡、沉澱滴定、電化學熱力學、動力學與界面化學相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·半衰期法判級數:第二次半衰期翻倍,就是二級
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