Question

【题目】温度为T1℃时,在四个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH，该反应的速率表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n为常数)，测得有关实验数据如下：

容器编号	物质的起始浓度/（mol/L）		速率/（mol·L-1·s-1）	物质的平衡浓度/（mol/L）
	c(NO)	c(H2)		c(N2)
Ⅰ	6×10-3	1×10-3	a×10-3	2×10-4
Ⅱ	6×10-3	2×10-3	2a×10-3
Ⅲ	1×10-3	6×10-3	b×10-3
Ⅳ	2×10-3	6×10-3	4b×10-3

下列说法正确的是（ ）

A. m=2，n=2

B. 达到平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅳ的总压强之比为1:2

C. 温度升高为T2℃，测得平衡时，容器Ⅱ中c(H2O)=3.8×10-4mol/L，则ΔH>0

D. T1℃时，容器Ⅲ中达到平衡后再充入NO、H2O(g）各2×10-4mol，则反应将向逆反应方向进行

Answer 1

【答案】D

【解析】结合反应速率表达式结合表中有关数据、外界条件对平衡状态的影响分析解答。

A、反应Ⅰ、Ⅱ相比较，NO的浓度不变，Ⅱ中氢气浓度是Ⅰ的2倍，反应速率Ⅱ是Ⅰ的2倍，所以n=1；反应Ⅲ、Ⅳ相比较，氢气的浓度不变，Ⅳ中NO浓度是Ⅲ的2倍，反应速率Ⅳ是Ⅲ的4倍，所以m=2，A错误；

B、恒温恒容下，体系的压强比等于气体的物质的量的比，对于反应Ⅱ有：

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)

起始浓度（mol/L） 0.006 0.002 0 0

起始浓度（mol/L） x x x/2 x/2

起始浓度（mol/L） 0.006-x 0.002-x x/2 x/2

对于反应Ⅲ有

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)

起始浓度（mol/L） 0.002 0.006 0 0

起始浓度（mol/L） y y y/2 y/2

起始浓度（mol/L） 0.002-y 0.006-y y/2 y/2

两个反应的平衡常数必然相等，列出其平衡常数计算式，两个反应的K值相等，一定得到x=y。则达到达平衡时两个反应体系的气体总物质的量相等，所以压强相等，B错误；

C、温度不变的前提下，从反应Ⅰ变为反应Ⅱ，氢气的浓度变为原来的2倍，则平衡正向移动，达到新平衡的时候c(N2)应该大于2×10-4mol/L，此时的c(H2O)应该大于4×10-4mol/L；但是，实际升高温度以后实验Ⅱ达平衡时c(H2O)=3.8×10-4mol/L＜4×10-4mol/L，说明升高温度的时候，平衡一定逆向移动了，所以该反应为放热反应，焓变小于0，C错误；

D、增大生成物浓度，平衡一定逆向移动，所以充入NO、H2O(g）各2×10-4mol，则反应将向逆反应方向进行，D正确。

答案选D。