题目
可逆反应达到平衡后,若反应速率常数k发生变化,则标准平衡常数( )。A. 一定发生变化B. 一定不变C. 不一定变化D. 与k无关
可逆反应达到平衡后,若反应速率常数k发生变化,则标准平衡常数( )。
A. 一定发生变化
B. 一定不变
C. 不一定变化
D. 与k无关
题目解答
答案
C. 不一定变化
解析
考查要点:本题主要考查可逆反应中平衡常数与速率常数的关系,以及温度对两者的影响。
解题核心思路:
- 标准平衡常数$K$仅由温度决定,与反应物、生成物的浓度无关。
- 速率常数$k$(包括正反应速率常数$k_{\text{正}}$和逆反应速率常数$k_{\text{逆}}$)是温度的函数,且$K = \frac{k_{\text{正}}}{k_{\text{逆}}}$。
- 若$k_{\text{正}}$和$k_{\text{逆}}$同时变化但保持比例不变,则$K$不变;若比例改变,则$K$变化。
破题关键点:
- 明确$K$与$k$的关系:$K$由$k_{\text{正}}$和$k_{\text{逆}}$的比值决定,而非单独某一个$k$的大小。
- 温度是唯一影响$K$的因素,而$k$的变化可能由温度或催化剂引起(但催化剂会同等改变$k_{\text{正}}$和$k_{\text{逆}}$,使$K$不变)。
关键分析步骤:
-
平衡常数的定义:
对于可逆反应$aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$,标准平衡常数为:
$K = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$
$K$仅由温度决定,与反应物、生成物的初始浓度无关。 -
速率常数与平衡常数的关系:
正反应速率$v_{\text{正}} = k_{\text{正}}[A]^a[B]^b$,逆反应速率$v_{\text{逆}} = k_{\text{逆}}[C]^c[D]^d$。
平衡时$v_{\text{正}} = v_{\text{逆}}$,代入得:
$K = \frac{k_{\text{正}}}{k_{\text{逆}}}$ -
速率常数变化对$K$的影响:
- 若仅$k_{\text{正}}$或$k_{\text{逆}}$单独变化,则$k_{\text{正}}/k_{\text{逆}}$的比值改变,$K$变化。
- 若$k_{\text{正}}$和$k_{\text{逆}}$同时变化但保持比例不变(如均乘以相同倍数),则$K$不变。
- 催化剂会同等程度改变$k_{\text{正}}$和$k_{\text{逆}}$,使$k_{\text{正}}/k_{\text{逆}}$不变,$K$不变。
结论:
速率常数$k$的变化不一定导致标准平衡常数$K$变化,因此正确答案为C。