Question

17．工业上消除氮氧化物的污染可用如下反应：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=akJ/mol．在温度T₁和T₂时，分别将0.50mol CH₄和1.2mol NO₂充入体积为1L的恒容密闭容器中，测得n（N₂）随时间变化的数据如表．下列说法不正确的是（　　）

温度	时间/min n/mol	0	10	20	40	50
T1	n（N2）	0	0.20	0.35	0.40	0.40
T2	n（N2）	0	0.25	…	0.30	0.30

• A． T₁温度下，CH₄的平衡转化率为50%
• B． T₁＜T₂
• C． a＜0
• D． T₂时反应的平衡常数大于T₁时反应的平衡常数

Answer 1

分析 A．由表中数据可知，40min处于平衡状态，平衡时生成氮气为0.4mol，根据方程式计算消耗甲烷物质的量，进而计算甲烷的转化率；
B．由前10min内，温度T₂时生成氮气较多，说明温度T₂的反应速率快，温度越高反应速率越快；
C．由B中分析可知，温度T₁＜T₂，T₂温度30min处于平衡状态，平衡时氮气的物质的量比T₁温度小，说明升高温度平衡逆向移动；
D．升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小．

解答 解：A．由表中数据可知，40min处于平衡状态，平衡时生成氮气为0.4mol，根据方程式可知消耗甲烷物质的量为0.4mol，则甲烷的转化率为$\frac{0.4mol}{0.5mol}$×100%=80%，故A错误；
B．由前10min内，温度T₂时生成氮气较多，说明温度T₂的反应速率快，温度越高反应速率越快，故温度T₁＜T₂，故B正确；
C．由B中分析可知，温度T₁＜T₂，T₂温度30min处于平衡状态，平衡时氮气的物质的量比T₁温度小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故a＜0，故C正确；
D．升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，T₂时反应的平衡常数小于T₁时反应的平衡常数，故D错误，
故选：AD．

点评 本题考查化学平衡计算及影响因素、平衡常数影响因素等，关键是根据数据判断温度大小，较好的考查学生对数据的分析处理能力，难度中等．