第三節(jié)　化學反應(yīng)速率及化學平衡

單項選擇題（下列選項中，只有一項符合題意）

1對一個化學反應(yīng)來說，下列敘述正確的是（　　）。[2010年真題]

A．Δ_rG_m^?越小，反應(yīng)速率越快

B．Δ_rG_m^?越大，反應(yīng)速率越快

C．活化能越小，反應(yīng)速率越快

D．活化能越大，反應(yīng)速率越快

【答案】C

【解析】Δ_rG_m^?是用來判斷化學反應(yīng)進行方向的，對反應(yīng)速率沒有影響。活化能的大小與反應(yīng)速率關(guān)系很大，在一定溫度下，反應(yīng)物的平均能量也是一定的，而反應(yīng)的活化能越大，則活化分子在全體分子中所占的比例（或摩爾分數(shù)）就越小，反應(yīng)就越慢；反之，若反應(yīng)的活化能越小，則活化分子的摩爾分數(shù)就越大，反應(yīng)就越快。

2催化劑可加快反應(yīng)速率的原因，下列敘述正確的是（　　）。[2013年真題]

A．降低了反應(yīng)的Δ_rH_m^?

B．降低了反應(yīng)的Δ_rH_m^?

C．降低了反應(yīng)的活化能

D．使反應(yīng)的平衡常數(shù)K^?減小

【答案】C

【解析】催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，使更多分子成為活化分子，活化分子百分數(shù)顯著增加，增加了活化分子總數(shù)，從而可以加快反應(yīng)速率，能夠同等程度的改變正、反向反應(yīng)速率，但不會使平衡移動。

3金屬鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉晶體，其反應(yīng)的熵變是（　　）。[2017年真題]

A．增大

B．減小

C．不變

D．無法判斷

【答案】B

【解析】熵是指體系混亂度（或無序度）的量度，用S表示。對于同一種物質(zhì)，S_g＞S_l＞S_s；同一物質(zhì)在相同的聚集狀態(tài)時，其熵值隨溫度的升高而增大，S_高溫＞S_低溫。對于不同種物質(zhì)，S_{復(fù)雜分子}＞S_簡單分子；對于混合物和純凈物，S_混合物＞S_純凈物。燃燒過程中存在氣體向固體轉(zhuǎn)變，因此該反應(yīng)的熵變是減小的。

4反應(yīng)A（s）＋B（g）?C（g）的?H＜0，欲增大其平衡常數(shù)，可采取的措施是（　　）。[2017年真題]

A．增大B的分壓

B．降低反應(yīng)溫度

C．使用催化劑

D．減小C的分壓

【答案】B

【解析】平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)。B項，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡常數(shù)增大。AD兩項，改變壓強可能會改變反應(yīng)平衡。C項，催化劑只影響反應(yīng)速率。

5對于一個化學反應(yīng)，下列各組中關(guān)系正確的是（　　）。[2011年真題]

A．Δ_rG_m^?＞0，K^?＜1

B．Δ_rG_m^?＞0，K^?＞1

C．Δ_rG_m^?＜0，K^?＝1

D．Δ_rG_m^?＜0，K^?＜1

【答案】A

【解析】根據(jù)公式：lnK^?＝－Δ_rG_m^?/RT，Δ_rG_m^?＞0，lnK^?＜0，K^?＜1，故A項正確。

6反應(yīng)PCl₃（g）＋Cl₂（g）?PCl₅（g），298K時K^?＝0.767，此溫度下平衡時如p（PCl₅）＝p（PCl₃），則p（Cl₂）等于（　　）。[2012年真題]

A．130.38kPa

B．0.767kPa

C．7607kPa

D．7.67×10^－3kPa

【答案】A

【解析】根據(jù)平衡常數(shù)的表達式，反應(yīng)PCl₃（g）＋Cl₂（g）?PCl₅（g）的平衡常數(shù)為：

又K^?＝0.767，因此氯氣的壓強為：P^eq（Cl₂）＝P^?/K^?＝100/0.767＝130.38kPa

7已知反應(yīng)C₂H₂（g）＋2H₂（g）?C₂H₆（g）的Δ_rH_m＜0，當反應(yīng)達平衡后，欲使反應(yīng)向右進行，可采取的方法是（　　）。[2013年真題]

A．升溫，升壓

B．升溫，減壓

C．降溫，升壓

D．降溫，減壓

【答案】C

【解析】此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，故升壓可使反應(yīng)向右進行；反應(yīng)的Δ_rH_m＜0，為放熱反應(yīng)，故降溫可使反應(yīng)向右進行。

8在一容器中，反應(yīng)2NO₂（g）?2NO（g）＋O₂（g），恒溫條件下達到平衡后，加一定量Ar氣體保持總壓力不變，平衡將會（　　）。[2011年真題]

A．向正方向移動

B．向逆方向移動

C．沒有變化

D．不能判斷

【答案】A

【解析】平衡系統(tǒng)中加入一定的Ar氣體而保持總壓力不變，Ar是惰性氣體，不參加反應(yīng)，但平衡系統(tǒng)的總物質(zhì)量n增大，根據(jù)分壓定律，p_i＝（n_i/n）p_總，反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的分壓減少，因此平衡向著氣體分子數(shù)增大的方向（正向）移動。

9某溫度下，在密閉容器中進行如下反應(yīng)2A（g）＋B（g）?2C（g），開始時p（A）＝p（B）＝300kPa，p（C）＝0kPa，平衡時，p（C）＝100kPa，在此溫度反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K^?是（　　）。[2018年真題]

A．0.1

B．0.4

C．0.001

D．0.002

【答案】A

【解析】由題意可知：

列出等量關(guān)系式，2b＝100，a＝100，解得b＝50，得到：

因此

10某化學反應(yīng)在任何溫度下都可以自發(fā)進行，此反應(yīng)需滿足的條件是（　　）。[2016年真題]

A．Δ_rH_m＜0，Δ_rS_m＞0

B．Δ_rH_m＞0，Δ_rS_m＜0

C．Δ_rH_m＜0，Δ_rS_m＜0

D．Δ_rH_m＞0，Δ_rS_m＞0

【答案】A

【解析】化學反應(yīng)的自發(fā)性判斷依據(jù)是吉布斯函數(shù)變。當吉布斯函數(shù)變?G＝?H－T?S＜0時，反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行。式中，?H為焓變；?S為熵變。顯然，只有A項可以一直滿足條件。

11已知反應(yīng)N₂（g）＋3H₂（g）→2NH₃（g）的Δ_rH_m＜0，Δ_rS_m＜0，則該反應(yīng)為（　　）。[2014年真題]

A．低溫易自發(fā)，高溫不易自發(fā)

B．高溫易自發(fā)，低溫不易自發(fā)

C．任何溫度都易自發(fā)

D．任何溫度都不易自發(fā)

【答案】A

【解析】判斷化學反應(yīng)自發(fā)性的條件參數(shù)為吉布斯函數(shù)ΔG＝ΔH－TΔS，當ΔG＜0，反應(yīng)正向自發(fā)；當ΔG＝0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；當ΔG＞0反應(yīng)逆向自發(fā)。考慮ΔH和ΔS兩個因素的影響，分以下4種情況：

①?H＜0，?S＞0，則ΔG＜0，反應(yīng)在任何溫度下均能正向自發(fā)；

②?H＞0，?S＜0，則ΔG＞0，反應(yīng)在任何溫度下均能正向非自發(fā)；

③?H＞0，?S＞0，升高至某溫度時ΔG由正值變?yōu)樨撝担磻?yīng)在低溫時正向非自發(fā)，在高溫時正向自發(fā)；

④?H＜0，?S＜0，降低至某溫度時ΔG由正值變?yōu)樨撝担磻?yīng)在高溫時正向非自發(fā)，在低溫時正向自發(fā)。

本題中，?H＜0，?S＜0，反應(yīng)低溫易自發(fā)，高溫不易自發(fā)。

12下列各反應(yīng)的熱效應(yīng)等于CO₂（g）的Δ_fH_m^?的是（　　）。[2018年真題]

A．C（金剛石）＋O₂（g）→CO₂（g）

B．

C．C（石墨）＋O₂（g）→CO₂（g）

D．2C（石墨）＋2O₂（g）→2CO₂（g）

【答案】C

【解析】標準1mol C（石墨）完全燃燒生成CO₂（g）的熱效應(yīng)等于CO₂（g）的標準摩爾生成焓。

13將反應(yīng)MnO₂＋HCl→MnCl₂＋Cl₂＋H₂O配平后，方程中MnCl₂的系數(shù)是（　　）。[2009年真題]

A．1

B．2

C．3

D．4

【答案】A

【解析】反應(yīng)方程式配平后為：MnO₂＋4HCl＝MnCl₂＋Cl₂＋2H₂O，配平后MnCl₂的系數(shù)為1。

14在298K，標準狀態(tài)下，1mol C（石墨）、1mol C（金剛石）在氧氣中完全燃燒，Δ_rH_m^?分別為－393.7kJ·mol^?1和－395.6kJ·mol^?1，則C（金剛石）的Δ_fH_m^?為（　　）kJ·mol^－1。

A．－789.3

B．－1.9

C．0

D．1.9

【答案】D

【解析】石墨為C元素的最穩(wěn)定單質(zhì)，其Δ_fH_m^?＝0，得出CO₂的Δ_fH_m^?＝－393.7kJ·mol^－1。所以金剛石的Δ_fH_m^?＝－393.7－（－395.6）＝1.9kJ·mol^－1。

15一定溫度下，某反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K^?的數(shù)值（　　）。

A．恒為常數(shù)，并與反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)

B．由反應(yīng)方程式的寫法而定

C．隨平衡濃度及平衡分壓而定

D．由加入反應(yīng)物的量而定

【答案】A

【解析】標準平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，與反應(yīng)物的量和濃度無關(guān)；由于標準平衡常數(shù)的表達式中各組分的指數(shù)項與方程式中的計量系數(shù)相對應(yīng)，所以K^?的數(shù)值與具體的方程式相對應(yīng)。

16反應(yīng)P₄（s）＋10Cl₂（g）?4PCl₅（g）中，濃度平衡常數(shù)K_c的表達式是（　　）。

A．[PCl₅]⁴/[P₄]

B．[Cl₂]¹⁰/[PCl₅]⁴

C．[PCl₅]⁴/[Cl₂]¹⁰

D．[PCl₅]²/[Cl₂]²

【答案】C

【解析】在一定溫度下達到平衡時，生成物適當次冪的乘積與反應(yīng)物適當次冪的乘積之比是一個常數(shù)，其中固體不存在反應(yīng)濃度。

這個常數(shù)稱為濃度平衡常數(shù)。P₄為固體，故不計算在內(nèi)。

17已知

ΔH^?＜0，其壓力平衡常數(shù)K_p將（　　）。

A．隨溫度升高而增大

B．隨溫度升高而減小

C．隨SO₂、O₂分壓增加而增大

D．隨SO₃分壓增加而增大

【答案】B

【解析】對于放熱反應(yīng)，升高溫度時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，壓力平衡常數(shù)K_p隨溫度升高而減小，對于確定的反應(yīng)方程式，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物的分壓無關(guān)。

18已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：

則K₁與K₂的關(guān)系為（　　）。

A．K₁＝1/K₂²

B．K₁＝K₂

C．K₂²＝K₁

D．K₂＝2K₁

【答案】A

【解析】對于反應(yīng)（1），

對于反應(yīng)（2），K₂＝[SO₂][O₂]^1/2/[SO₃]，故K₁＝1/K₂²。

19反應(yīng)

的K＝0.400，則反應(yīng)2NO（g）＋O₂（g）＝2NO₂（g）的K₁應(yīng)為（　　）。

A．6.25

B．0.4

C．2.5

D．0.5

【答案】A

【解析】由平衡常數(shù)

可得：