Question

2．在溫度T₁和T₂時(shí)，分別將0.50mol CH₄和1.20mol NO₂充入體積為1L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），測(cè)得n（CH₄）隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)如表：下列說(shuō)法正確的是（　�。�

	時(shí)間/min	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	…	0.15

• A． T₁時(shí)0～10 min NO₂的平均反應(yīng)速率為0.15 mol•L^-1•min^-1
• B． T₂時(shí)CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率為70.0%
• C． 保持其他條件不變，T₁時(shí)向平衡體系中再充入0.30 mol CH₄和0.80 mol H₂O（g），平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
• D． 保持其他條件不變，T₁時(shí)向平衡體系中再充入0.50 mol CH₄和1.20 mol NO₂，與原平衡相比，達(dá)新平衡時(shí)N₂的濃度增大

Answer 1

分析 A．結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$及速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；
B．由表格數(shù)據(jù)可知，T₂時(shí)CH₄的平衡物質(zhì)的量為0.15mol，則轉(zhuǎn)化的甲烷為0.50mol-0.15mol=0.35mol；
C．T₁時(shí)，體積為1L，由表格中數(shù)據(jù)可知，
      CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
開(kāi)始  0.5          1.2                0            0             0
轉(zhuǎn)化 0.4          0.8              0.4          0.4            0.8
平衡 0.1         0.4                 0.4       0.4            0.8
K=$\frac{0.4×0.4×0．{8}^{2}}{0.1×0．{4}^{2}}$=6.4，
T₁時(shí)向平衡體系中再充入0.30 mol CH₄和0.80 mol H₂O（g），比較Qc、K，判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
D．體積不變，物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，若平衡不移動(dòng)，則平衡濃度變?yōu)樵�平衡�?倍，但壓強(qiáng)增大平衡逆向移動(dòng)．

解答 解：A．T₁時(shí)0～10 min CH₄的平均反應(yīng)速率為$\frac{0.15mol/L}{10min}$=0.015 mol•L^-1•min^-1，由速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，T₁時(shí)0～10 min NO₂的平均反應(yīng)速率為0.03 mol•L^-1•min^-1，故A錯(cuò)誤；
B．由表格數(shù)據(jù)可知，T₂時(shí)CH₄的平衡物質(zhì)的量為0.15mol，則轉(zhuǎn)化的甲烷為0.50mol-0.15mol=0.35mol，則T₂時(shí)CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.35}{0.5}$×100%=70.0%，故B正確；
C．T₁時(shí)，體積為1L，由表格中數(shù)據(jù)可知，
      CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
開(kāi)始  0.5          1.2                0            0             0
轉(zhuǎn)化 0.4          0.8              0.4          0.4            0.8
平衡 0.1         0.4                 0.4       0.4            0.8
K=$\frac{0.4×0.4×0．{8}^{2}}{0.1×0．{4}^{2}}$=6.4，
T₁時(shí)向平衡體系中再充入0.30 mol CH₄和0.80 mol H₂O（g），Qc=$\frac{0.4×0.4×1.6{\;}^{2}}{0.1×0．{4}^{2}}$=25.6＞K，則平衡逆向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．體積不變，物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，若平衡不移動(dòng)，則平衡濃度變?yōu)樵�平衡�?倍，但壓強(qiáng)增大平衡逆向移動(dòng)，則達(dá)新平衡時(shí)N₂的濃度增大，大于原平衡濃度小于原平衡濃度的2倍，故D正確；
故選BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握表格中數(shù)據(jù)、平衡三段法、Qc與K的計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意選項(xiàng)C為解答的難點(diǎn)，題目難度不大．