Question

16．在对应的温度下，体积均为2L的三个恒容密闭容器中发生如下可逆反应：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=+57kJ/mol，实验测得有关数据如下表：

容器编号	温度	起始时各物质的物质的量/mol		达到平衡时体系能量的变化	达到平衡所需时间
		N2O4	NO2
①	T1	2	0	吸热22.8kJ	2min
②	T2	0	4	放热Q（Q＞0）kJ	…
③	T3	3	1	…	…

下列叙述正确的是（　　）

• A． 容器①中，从起始到平衡时，用NO₂表示的平均反应速率v（NO₂）为0.2mol（L•min）
• B． 若容器①在恒温恒压下达平衡，该条件下的平衡常数等于0.2
• C． 若Q＜34.2kJ，则T₁＞T₂
• D． 容器③在达平衡前，v（正）＜v（逆）

Answer 1

分析 A．生成的二氧化氮为2×$\frac{22.8kJ}{57kJ/mol}$=0.8mol，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算；
B．生成的二氧化氮为0.8mol，则：
           N₂O₄（g）?2NO₂（g）
开始（mol）：2          0
转化（mol）：0.4        0.8
平衡（mol）：1.6        0.8
恒温恒压下，平衡时体积为2L×$\frac{（1.6+0.8）mol}{2mol}$=2.4L，再计算平衡浓度，代入平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$计算；
C．若①②温度相同，二者为等效平衡，平衡时N₂O₄为1.6mol，若Q＜34.2kJ，则②中生成N₂O₄小于$\frac{34.2kJ}{57kJ/mol}$=0.7mol，与①相比平衡正向移动；
D．容器③中不能确定反应进行方向．

解答 解：A．生成的二氧化氮为2×$\frac{22.8kJ}{57kJ/mol}$=0.8mol，则v（NO₂）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol（L•min），故A正确；
B．生成的二氧化氮为0.8mol，则：
          N₂O₄（g）?2NO₂（g）
开始（mol）：2         0    
转化（mol）：0.4       0.8
平衡（mol）：1.6       0.8 
恒温恒压下，平衡时体积为2L×$\frac{（1.6+0.8）mol}{2mol}$=2.4L，则平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{（\frac{0.8}{2.4}）^{2}}{\frac{1.6}{2.4}}$=$\frac{1}{6}$，故B错误；
C．若①②温度相同，二者为等效平衡，平衡时N₂O₄为1.6mol，若Q＜34.2kJ，则②中生成N₂O₄小于$\frac{34.2kJ}{57kJ/mol}$=0.7mol，与①相比平衡正向移动，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，则T₁＜T₂，故C错误；
D．容器③中不能确定反应进行方向，则在达平衡前v（正）、v（逆）相对大小不能确定，故D错误，
故选：A．

点评 本题考查化学平衡计算及影响因素，B选项为易错点，注意容器的体积发生变化，C中注意利用等效平衡进行分析解答，难度中等．