第三节　化学反应速率及化学平衡

单项选择题（下列选项中，只有一项符合题意）

1对一个化学反应来说，下列叙述正确的是（　　）。[2010年真题]

A．Δ_rG_m^ϴ越小，反应速率越快

B．Δ_rG_m^ϴ越大，反应速率越快

C．活化能越小，反应速率越快

D．活化能越大，反应速率越快

【答案】C

【解析】Δ_rG_m^ϴ是用来判断化学反应进行方向的，对反应速率没有影响。活化能的大小与反应速率关系很大，在一定温度下，反应物的平均能量也是一定的，而反应的活化能越大，则活化分子在全体分子中所占的比例（或摩尔分数）就越小，反应就越慢；反之，若反应的活化能越小，则活化分子的摩尔分数就越大，反应就越快。

2催化剂可加快反应速率的原因，下列叙述正确的是（　　）。[2013年真题]

A．降低了反应的Δ_rH_m^ϴ

B．降低了反应的Δ_rH_m^ϴ

C．降低了反应的活化能

D．使反应的平衡常数K^ϴ减小

【答案】C

【解析】催化剂可以降低反应的活化能，使更多分子成为活化分子，活化分子百分数显著增加，增加了活化分子总数，从而可以加快反应速率，能够同等程度的改变正、反向反应速率，但不会使平衡移动。

3金属钠在氯气中燃烧生成氯化钠晶体，其反应的熵变是（　　）。[2017年真题]

A．增大

B．减小

C．不变

D．无法判断

【答案】B

【解析】熵是指体系混乱度（或无序度）的量度，用S表示。对于同一种物质，S_g＞S_l＞S_s；同一物质在相同的聚集状态时，其熵值随温度的升高而增大，S_高温＞S_低温。对于不同种物质，S_复杂分子＞S_简单分子；对于混合物和纯净物，S_混合物＞S_纯净物。燃烧过程中存在气体向固体转变，因此该反应的熵变是减小的。

4反应A（s）＋B（g）⇋C（g）的∆H＜0，欲增大其平衡常数，可采取的措施是（　　）。[2017年真题]

A．增大B的分压

B．降低反应温度

C．使用催化剂

D．减小C的分压

【答案】B

【解析】平衡常数只是温度的函数。B项，反应为放热反应，温度降低，平衡常数增大。AD两项，改变压强可能会改变反应平衡。C项，催化剂只影响反应速率。

5对于一个化学反应，下列各组中关系正确的是（　　）。[2011年真题]

A．Δ_rG_m^ϴ＞0，K^ϴ＜1

B．Δ_rG_m^ϴ＞0，K^ϴ＞1

C．Δ_rG_m^ϴ＜0，K^ϴ＝1

D．Δ_rG_m^ϴ＜0，K^ϴ＜1

【答案】A

【解析】根据公式：lnK^ϴ＝－Δ_rG_m^ϴ/RT，Δ_rG_m^ϴ＞0，lnK^ϴ＜0，K^ϴ＜1，故A项正确。

6反应PCl₃（g）＋Cl₂（g）⇋PCl₅（g），298K时K^ϴ＝0.767，此温度下平衡时如p（PCl₅）＝p（PCl₃），则p（Cl₂）等于（　　）。[2012年真题]

A．130.38kPa

B．0.767kPa

C．7607kPa

D．7.67×10^－3kPa

【答案】A

【解析】根据平衡常数的表达式，反应PCl₃（g）＋Cl₂（g）⇋PCl₅（g）的平衡常数为：

又K^ϴ＝0.767，因此氯气的压强为：P^eq（Cl₂）＝P^ϴ/K^ϴ＝100/0.767＝130.38kPa

7已知反应C₂H₂（g）＋2H₂（g）⇋C₂H₆（g）的Δ_rH_m＜0，当反应达平衡后，欲使反应向右进行，可采取的方法是（　　）。[2013年真题]

A．升温，升压

B．升温，减压

C．降温，升压

D．降温，减压

【答案】C

【解析】此反应为气体分子数减小的反应，故升压可使反应向右进行；反应的Δ_rH_m＜0，为放热反应，故降温可使反应向右进行。

8在一容器中，反应2NO₂（g）⇋2NO（g）＋O₂（g），恒温条件下达到平衡后，加一定量Ar气体保持总压力不变，平衡将会（　　）。[2011年真题]

A．向正方向移动

B．向逆方向移动

C．没有变化

D．不能判断

【答案】A

【解析】平衡系统中加入一定的Ar气体而保持总压力不变，Ar是惰性气体，不参加反应，但平衡系统的总物质量n增大，根据分压定律，p_i＝（n_i/n）p_总，反应方程式中各物质的分压减少，因此平衡向着气体分子数增大的方向（正向）移动。

9某温度下，在密闭容器中进行如下反应2A（g）＋B（g）⇋2C（g），开始时p（A）＝p（B）＝300kPa，p（C）＝0kPa，平衡时，p（C）＝100kPa，在此温度反应的标准平衡常数K^ϴ是（　　）。[2018年真题]

A．0.1

B．0.4

C．0.001

D．0.002

【答案】A

【解析】由题意可知：

列出等量关系式，2b＝100，a＝100，解得b＝50，得到：

因此

10某化学反应在任何温度下都可以自发进行，此反应需满足的条件是（　　）。[2016年真题]

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】化学反应的自发性判断依据是吉布斯函数变。当吉布斯函数变∆G＝∆H－T∆S＜0时，反应在任何温度下均能自发进行。式中，∆H为焓变；∆S为熵变。显然，只有A项可以一直满足条件。

11已知反应N₂（g）＋3H₂（g）→2NH₃（g）的Δ_rH_m＜0，Δ_rS_m＜0，则该反应为（　　）。[2014年真题]

A．低温易自发，高温不易自发

B．高温易自发，低温不易自发

C．任何温度都易自发

D．任何温度都不易自发

【答案】A

【解析】判断化学反应自发性的条件参数为吉布斯函数ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔG＜0，反应正向自发；当ΔG＝0，反应处于平衡状态；当ΔG＞0反应逆向自发。考虑ΔH和ΔS两个因素的影响，分以下4种情况：

①∆H＜0，∆S＞0，则ΔG＜0，反应在任何温度下均能正向自发；

②∆H＞0，∆S＜0，则ΔG＞0，反应在任何温度下均能正向非自发；

③∆H＞0，∆S＞0，升高至某温度时ΔG由正值变为负值，反应在低温时正向非自发，在高温时正向自发；

④∆H＜0，∆S＜0，降低至某温度时ΔG由正值变为负值，反应在高温时正向非自发，在低温时正向自发。

本题中，∆H＜0，∆S＜0，反应低温易自发，高温不易自发。

12下列各反应的热效应等于CO₂（g）的Δ_fH_m^ϴ的是（　　）。[2018年真题]

A．C（金刚石）＋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】标准1mol C（石墨）完全燃烧生成CO₂（g）的热效应等于CO₂（g）的标准摩尔生成焓。

13将反应MnO₂＋HCl→MnCl₂＋Cl₂＋H₂O配平后，方程中MnCl₂的系数是（　　）。[2009年真题]

A．1

B．2

C．3

D．4

【答案】A

【解析】反应方程式配平后为：MnO₂＋4HCl＝MnCl₂＋Cl₂＋2H₂O，配平后MnCl₂的系数为1。

14在298K，标准状态下，1mol C（石墨）、1mol C（金刚石）在氧气中完全燃烧，Δ_rH_m^ϴ分别为－393.7kJ·mol^‒1和－395.6kJ·mol^‒1，则C（金刚石）的Δ_fH_m^ϴ为（　　）kJ·mol^－1。

A．－789.3

B．－1.9

C．0

D．1.9

【答案】D

【解析】石墨为C元素的最稳定单质，其Δ_fH_m^ϴ＝0，得出CO₂的Δ_fH_m^ϴ＝－393.7kJ·mol^－1。所以金刚石的Δ_fH_m^ϴ＝－393.7－（－395.6）＝1.9kJ·mol^－1。

15一定温度下，某反应的标准平衡常数K^ϴ的数值（　　）。

A．恒为常数，并与反应方程式的写法有关

B．由反应方程式的写法而定

C．随平衡浓度及平衡分压而定

D．由加入反应物的量而定

【答案】A

【解析】标准平衡常数是温度的函数，与反应物的量和浓度无关；由于标准平衡常数的表达式中各组分的指数项与方程式中的计量系数相对应，所以K^ϴ的数值与具体的方程式相对应。

16反应P₄（s）＋10Cl₂（g）⇋4PCl₅（g）中，浓度平衡常数K_c的表达式是（　　）。

A．[PCl₅]⁴/[P₄]

B．[Cl₂]¹⁰/[PCl₅]⁴

C．[PCl₅]⁴/[Cl₂]¹⁰

D．[PCl₅]²/[Cl₂]²

【答案】C

【解析】在一定温度下达到平衡时，生成物适当次幂的乘积与反应物适当次幂的乘积之比是一个常数，其中固体不存在反应浓度。

这个常数称为浓度平衡常数。P₄为固体，故不计算在内。

17已知

ΔH^ϴ＜0，其压力平衡常数K_p将（　　）。

A．随温度升高而增大

B．随温度升高而减小

C．随SO₂、O₂分压增加而增大

D．随SO₃分压增加而增大

【答案】B

【解析】对于放热反应，升高温度时反应向逆反应方向进行，压力平衡常数K_p随温度升高而减小，对于确定的反应方程式，平衡常数只与温度有关，与反应物的分压无关。

18已知下列反应的平衡常数：

则K₁与K₂的关系为（　　）。

A．K₁＝1/K₂²

B．K₁＝K₂

C．K₂²＝K₁

D．K₂＝2K₁

【答案】A

【解析】对于反应（1），

对于反应（2），K₂＝[SO₂][O₂]^1/2/[SO₃]，故K₁＝1/K₂²。

19反应

的K＝0.400，则反应2NO（g）＋O₂（g）＝2NO₂（g）的K₁应为（　　）。

A．6.25

B．0.4

C．2.5

D．0.5

【答案】A

【解析】由平衡常数

可得：