Question

16．在溫度T₁和T₂時(shí)，分別將0.50mol CH₄和1.2mol NO₂充入1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+2NO₂（g）
N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=akJ/mol．
測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

溫度	時(shí)間/min 物質(zhì)的量	0	10	20	40	50
T1	n（CH4）/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
T2	n（CH4）/mol	0.50	0.30	0.18	x	0.15

下列說法正確的是（　　）

• A． T₁＞T₂，且a＞0
• B． 當(dāng)溫度為T₂、反應(yīng)進(jìn)行到40 min時(shí)，x＞0.15
• C． 溫度為T₂時(shí)，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，重新達(dá)到平衡時(shí)，n（N₂）=0.70mol
• D． 溫度為T₁時(shí)，若起始時(shí)向容器中充入0.50 mol CH₄（g）、0.50 molNO₂（g）、1.0 mol N₂（g）、2.0 molCO₂（g）、0.50 molH₂O（g），反應(yīng)開始時(shí)，ν（正）＞ν（逆）

Answer 1

分析 A、溫度升高，反應(yīng)速率加快，甲烷剩余量增多，說明反應(yīng)向左進(jìn)行，正反應(yīng)放熱；
B、溫度升高，反應(yīng)速率加快，當(dāng)溫度為T₁、反應(yīng)進(jìn)行到40 min時(shí)已達(dá)平衡狀態(tài)，溫度為T₂時(shí)反應(yīng)也應(yīng)該達(dá)到平衡狀態(tài)；
C、溫度為T₂時(shí)，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，可等效為在另一個(gè)相同的容器中建立一個(gè)和原平衡相同的平衡狀態(tài)，再壓縮到一個(gè)容器中，即為增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)；
D、根據(jù)溫度為T₁時(shí)平衡常數(shù)不變，根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的大小判斷平衡移動(dòng)方向，利用化學(xué)平衡三段式計(jì)算．

解答 解：A、溫度升高，反應(yīng)速率加快，因此T₂＞T₁，甲烷剩余量增多，說明反應(yīng)向左進(jìn)行，正反應(yīng)放熱，所以a＜0，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)溫度為T₂、反應(yīng)進(jìn)行到40 min時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，x=0.15，故B錯(cuò)誤；
C、溫度為T₂時(shí)，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，平衡逆向移動(dòng)，重新達(dá)到平衡時(shí)，n（N₂）小于原平衡n（N₂）的2倍，故C錯(cuò)誤；
D、對(duì)于反應(yīng)   CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
起始（mol/L） 0.5      1.2       0       0        0
變化（mol/L） 0.4      0.8       0.4     0.4      0.8
平衡（mol/L） 0.1      0.4       0.4     0.4      0.8
溫度為T₁時(shí)，平衡常數(shù)K=$\frac{0．{8}^{2}×0.4×0.4}{0.1×0．{4}^{2}}$=6.4，若起始時(shí)向容器中充入0.50 mol CH₄（g）、0.50 molNO₂（g）、1.0 mol N₂（g）、2.0 molCO₂（g）、0.50 molH₂O（g），濃度商=$\frac{0．{5}^{2}×2.0×1.0}{0.50×0.5{0}^{2}}$=4＜K，平衡正向移動(dòng)，ν（正）＞ν（逆），故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率以及平衡移動(dòng)原理及其應(yīng)用，難度較大，注意靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)．