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例題精講 · 第 00966 題 · 自編示意兩個溫度下表觀速率常數與活化能兩路互驗

以自編示意兩個溫度下表觀速率常數與活化能兩路互驗為材料,ln(k₂/k₁) = Ea/R·(1/T₁ − 1/T₂);同一組數據也可先取兩點斜率再反解 Ea。題給參數與數據均為自編示意,不對應任何真題數據;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

00966題號全 1000 篇 · 第 第161輪 / 第161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;不使用他人現成題目;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

ln(k₂/k₁) = Ea/R·(1/T₁ − 1/T₂);同一組數據也可先取兩點斜率再反解 Ea。 本講把「兩點式」與「按 1/T 作直線的斜率絕對值」兩條路徑回代。

二、逐題精講

題1

自編示意:T₁ = 300 開時 k₁ = 0.0200 每秒,T₂ = 320 開時 k₂ = 0.0800 每秒,氣體常數 R = 8.314 焦每摩每開。求活化能 Ea 與倒數溫差。

解析

k₂/k₁ = 4,ln 比值 = 1.386294。 倒數溫差 1/T₁ − 1/T₂ = 0.000208 每開。 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)。

採分點 比值與對數 2 分;兩點式 3 分;Ea 反解 3 分;單位 2 分。

易錯點 把 (1/T₁−1/T₂) 寫成 (T₂−T₁),或漏掉 R,Ea 會差若干個數量級。

題2

用「兩點式」與「按 1/T 作直線的斜率絕對值」兩條獨立路徑重算 Ea,並說明指前因子為何在兩溫度下相消。

解析

路徑一:Ea = R·1.386294/0.000208 = 55323.126328 焦每摩。 路徑二:lnk 對 1/T 的直線斜率為 −Ea/R,其絕對值 (lnk₂−lnk₁)/(1/T₁−1/T₂) = 6654.212933,反解 Ea = R×6654.212933 = 55323.126328 焦每摩,與路徑一相同。 兩式裡 lnA 相減時抵消,故無需知道指前因子;溫度與速率常數均為自編示意。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):速率常數比(兩溫度下速率常數之比)= 4;對數比值(比值的自然對數)= 1.386294;活化能焦每摩(兩點式與斜率絕對值式)= 55323.126328;活化能千焦每摩(換成千焦)= 55.323126;斜率絕對值(lnk 對 1/T 的斜率絕對值)= 6654.212933;倒數溫差(兩點 1/T 之差)= 0.000208

答案 兩路均為 55323.126328 焦每摩;斜率絕對值 6654.212933。

採分點 兩條路徑各 3 分;lnA 相消理由 2 分;回代閉合 2 分。

易錯點 把 1/T 的差寫成 T 的差,或把 ln 換成 lg 而忘記乘 2.303,都會錯。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立路徑結果
速率常數比k₂/k₁44
對數比值ln(k₂/k₁)ln41.386294
活化能焦每摩R×ln 比除以倒數溫差R×斜率絕對值55323.126328
活化能千焦每摩Ea/100055323.126328/100055.323126
斜率絕對值(lnk₂−lnk₁)/(1/T₁−1/T₂)Ea/R6654.212933
倒數溫差1/T₁−1/T₂0.0002083330.000208

Arrhenius 兩點式先算 ln 比與 1/T 差,再讓兩路閉合;溫度與常數均為自編示意,不代表真實反應參數。

四、自測清單

  • 是否先取自然對數
  • 分母是否為 1/T₁−1/T₂
  • 兩路 Ea 是否相等
  • 是否說明 lnA 相消
  • 單位是否為焦每摩
  • 是否避免把 lg 當 ln
  • 結果是否代回 k₂/k₁ 閉合
  • 是否註明示意參數

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):速率常數比 = 4;對數比值 = 1.386294;活化能焦每摩 = 55323.126328;活化能千焦每摩 = 55.323126;斜率絕對值 = 6654.212933;倒數溫差 = 0.000208。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理兩溫度點的活化能反解;初始速率法判級數、積分法判級數、平行反應選擇性與半衰期法另屬相鄰板塊,不在此重複計數。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

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):按課程標準與聯招常見考點範圍的相關單元
  • 《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)
  • 本篇具體考點:化學科:化學動力學中的 Arrhenius 關係、表觀速率常數與溫度相關章節。
  • 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;不使用他人現成題目;採分點為教研整理,非官方評分標準

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表觀速率常數:溫度雙路回代
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