Question

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

溫度	時間/min 物質的量	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． 當溫度為T₂、反應進行到40 min時，x＞0.15
• C． 溫度為T₂時，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，重新達到平衡時，n（N₂）=0.70mol
• D． 溫度為T₁時，達平衡時CH₄ 的轉化率大于NO₂的轉化率

Answer 1

分析 A．溫度升高，反應速率加快，甲烷剩余量增多，說明反應向左進行，正反應放熱；
B．溫度升高，反應速率加快，當溫度為T₁、反應進行到40 min時已達平衡狀態(tài)，溫度為T₂時反應也應該達到平衡狀態(tài)；
C．溫度為T₂時，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，可等效為在另一個相同的容器中建立一個和原平衡相同的平衡狀態(tài)，再壓縮到一個容器中，即為增大壓強，平衡逆向移動；
D．溫度為T₁時，達平衡時n（CH₄ ）=0.1mol，則分別消耗CH₄、NO₂的物質的量為0.4mol、0.8mol．

解答 解：A．溫度升高，反應速率加快，因此T₂＞T₁，甲烷剩余量增多，說明反應向左進行，正反應放熱，所以a＜0，故A錯誤；
B．當溫度為T₂，溫度較高，反應速率較大，達到平衡時用時較少，則反應進行到40 min時，反應達到平衡狀態(tài)，x=0.15，故B錯誤；
C．溫度為T₂時，原平衡時消耗n（CH₄）=0.5mol-0.15mol=0.15mol，則反應生成0.35molN₂，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，重新達到平衡時，n（N₂）小于原平衡n（N₂）的2倍，故C錯誤；
D．溫度為T₁時，達平衡時n（CH₄ ）=0.1mol，則分別消耗CH₄、NO₂的物質的量為0.4mol、0.8mol，轉化率分別為$\frac{0.4}{0.5}$=0.8、$\frac{0.8}{1.2}$=0.67，可知達平衡時CH₄ 的轉化率大于NO₂的轉化率，故D正確．
故選D．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，側重考查學生的分析能力和計算能力，注意把握溫度對平衡移動的影響以及轉化率的計算，難度不大．