Question

2．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)，達(dá)平衡時(shí)CH₄ 的轉(zhuǎn)化率大于NO₂的轉(zhuǎn)化率

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．溫度為T₁時(shí)，達(dá)平衡時(shí)n（CH₄ ）=0.1mol，則分別消耗CH₄、NO₂的物質(zhì)的量為0.4mol、0.8mol．

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，溫度較高，反應(yīng)速率較大，達(dá)到平衡時(shí)用時(shí)較少，則反應(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)，原平衡時(shí)消耗n（CH₄）=0.5mol-0.15mol=0.15mol，則反應(yīng)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(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．溫度為T₁時(shí)，達(dá)平衡時(shí)n（CH₄ ）=0.1mol，則分別消耗CH₄、NO₂的物質(zhì)的量為0.4mol、0.8mol，轉(zhuǎn)化率分別為$\frac{0.4}{0.5}$=0.8、$\frac{0.8}{1.2}$=0.67，可知達(dá)平衡時(shí)CH₄ 的轉(zhuǎn)化率大于NO₂的轉(zhuǎn)化率，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意把握溫度對平衡移動(dòng)的影響以及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，難度不大．