题目
对于一个氧化还原反应 ,下列各组中所表示的Δr Gmθ,Eθ,Kθ的关系正确的应是A.A Δr Gmθ > 0;Eθ < 0;Kθ <1B.B Δr Gmθ > 0; Eθ > 0;Kθ > 1C.C Δr Gmθ < 0 ;Eθ < 0;Kθ > 1D.D Δr Gmθ < 0; Eθ > 0;Kθ < 1
对于一个氧化还原反应 ,下列各组中所表示的Δr Gmθ,Eθ,Kθ的关系正确的应是
- A.A Δr Gmθ > 0;Eθ < 0;Kθ <1
- B.B Δr Gmθ > 0; Eθ > 0;Kθ > 1
- C.C Δr Gmθ < 0 ;Eθ < 0;Kθ > 1
- D.D Δr Gmθ < 0; Eθ > 0;Kθ < 1
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查氧化还原反应中ΔrGmθ(吉布斯自由能变)、Eθ(标准电极电势)、Kθ(平衡常数)三者之间的关系。
解题核心思路:
- ΔrGmθ与Eθ的关系:根据公式 $\Delta_r G_m^\theta = -nFE^\theta$,当 $E^\theta > 0$ 时,$\Delta_r G_m^\theta < 0$(反应自发);当 $E^\theta < 0$ 时,$\Delta_r G_m^\theta > 0$(反应非自发)。
- ΔrGmθ与Kθ的关系:$\Delta_r G_m^\theta = -RT\ln K^\theta$,当 $\Delta_r G_m^\theta < 0$ 时,$K^\theta > 1$(反应正向进行);当 $\Delta_r G_m^\theta > 0$ 时,$K^\theta < 1$(反应逆向进行)。
破题关键点:通过 $E^\theta$ 的正负判断 $\Delta_r G_m^\theta$ 的符号,再结合 $\Delta_r G_m^\theta$ 的符号推导 $K^\theta$ 的大小。
选项分析
选项A:$\Delta_r G_m^\theta > 0$,$E^\theta < 0$,$K^\theta < 1$
- 分析:
- $E^\theta < 0$ 时,根据 $\Delta_r G_m^\theta = -nFE^\theta$,$\Delta_r G_m^\theta > 0$(反应非自发)。
- $\Delta_r G_m^\theta > 0$ 时,根据 $\Delta_r G_m^\theta = -RT\ln K^\theta$,$K^\theta < 1$。
结论:选项A正确。
选项B:$\Delta_r G_m^\theta > 0$,$E^\theta > 0$,$K^\theta > 1$
- 矛盾点:
- $E^\theta > 0$ 时,$\Delta_r G_m^\theta < 0$,但选项中 $\Delta_r G_m^\theta > 0$,矛盾。
结论:选项B错误。
- $E^\theta > 0$ 时,$\Delta_r G_m^\theta < 0$,但选项中 $\Delta_r G_m^\theta > 0$,矛盾。
选项C:$\Delta_r G_m^\theta < 0$,$E^\theta < 0$,$K^\theta > 1$
- 矛盾点:
- $E^\theta < 0$ 时,$\Delta_r G_m^\theta > 0$,但选项中 $\Delta_r G_m^\theta < 0$,矛盾。
结论:选项C错误。
- $E^\theta < 0$ 时,$\Delta_r G_m^\theta > 0$,但选项中 $\Delta_r G_m^\theta < 0$,矛盾。
选项D:$\Delta_r G_m^\theta < 0$,$E^\theta > 0$,$K^\theta < 1$
- 矛盾点:
- $\Delta_r G_m^\theta < 0$ 时,$K^\theta > 1$,但选项中 $K^\theta < 1$,矛盾。
结论:选项D错误。
- $\Delta_r G_m^\theta < 0$ 时,$K^\theta > 1$,但选项中 $K^\theta < 1$,矛盾。