Question

16．在温度T₁和T₂时，分别将0.50mol CH₄和1.2mol NO₂充入1L的密闭容器中发生反应：CH₄（g）+2NO₂（g）
N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=akJ/mol．
测得有关数据如表：

温度	时间/min 物质的量	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

下列说法正确的是（　　）

• A． T₁＞T₂，且a＞0
• B． 当温度为T₂、反应进行到40 min时，x＞0.15
• C． 温度为T₂时，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，重新达到平衡时，n（N₂）=0.70mol
• D． 温度为T₁时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH₄（g）、0.50 molNO₂（g）、1.0 mol N₂（g）、2.0 molCO₂（g）、0.50 molH₂O（g），反应开始时，ν（正）＞ν（逆）

Answer 1

分析 A、温度升高，反应速率加快，甲烷剩余量增多，说明反应向左进行，正反应放热；
B、温度升高，反应速率加快，当温度为T₁、反应进行到40 min时已达平衡状态，温度为T₂时反应也应该达到平衡状态；
C、温度为T₂时，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，可等效为在另一个相同的容器中建立一个和原平衡相同的平衡状态，再压缩到一个容器中，即为增大压强，平衡逆向移动；
D、根据温度为T₁时平衡常数不变，根据浓度商与平衡常数的大小判断平衡移动方向，利用化学平衡三段式计算．

解答 解：A、温度升高，反应速率加快，因此T₂＞T₁，甲烷剩余量增多，说明反应向左进行，正反应放热，所以a＜0，故A错误；
B、当温度为T₂、反应进行到40 min时，反应达到平衡状态，x=0.15，故B错误；
C、温度为T₂时，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂，平衡逆向移动，重新达到平衡时，n（N₂）小于原平衡n（N₂）的2倍，故C错误；
D、对于反应   CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
起始（mol/L） 0.5      1.2       0       0        0
变化（mol/L） 0.4      0.8       0.4     0.4      0.8
平衡（mol/L） 0.1      0.4       0.4     0.4      0.8
温度为T₁时，平衡常数K=$\frac{0．{8}^{2}×0.4×0.4}{0.1×0．{4}^{2}}$=6.4，若起始时向容器中充入0.50 mol CH₄（g）、0.50 molNO₂（g）、1.0 mol N₂（g）、2.0 molCO₂（g）、0.50 molH₂O（g），浓度商=$\frac{0．{5}^{2}×2.0×1.0}{0.50×0.5{0}^{2}}$=4＜K，平衡正向移动，ν（正）＞ν（逆），故D正确．
故选：D．

点评 本题主要考查外界条件对化学反应速率以及平衡移动原理及其应用，难度较大，注意灵活运用所学知识．