Question

1．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=a kJ•mol^-1
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：

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

下列说法不正确的是（　　）

• A． 10min内，T₁时的v（N₂）比T₂时的小
• B． T₁＜T₂
• C． a＜0
• D． T₂时，若向平衡后的容器中再充入1.2molCH₄，重新达到平衡时n（N₂）=0.40mol

Answer 1

分析 A．由表格中的数据计算υ（N₂）；
B．温度升高，反应速率加快；
C．温度升高，氮气的量增多，说明反应向右进行，正反应吸热；
D．T₂时平衡常数来求解．

解答 解：A．10 min内，T₁时υ（ N₂）=$\frac{\frac{0.20mol}{1L}}{10min}$=0.02mol•L^-1•min^-1，T₂时时υ（ N₂）=$\frac{\frac{0.25mol}{1L}}{10min}$=0.025mol•L^-1•min^-1，T₁时υ（N₂）比T₂时小，故A正确；
B．温度升高，反应速率加快，因此T₂＞T₁，故B正确；
C．温度升高，氮气的量减少，说明反应逆向进行，正反应放热，所以a＜0，故C正确；
D．     CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；
初起量：0.50    1.2          0       0        0
变化量：0.30    0.60       0.30   0.30     0.60          
平衡量：0.20    0.60       0.30   0.30     0.60
所以T₂时平衡K=$\frac{0.30×0.30×0.60{\;}^{2}}{0.20×0.6{0}^{2}}$=0.45，
       CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；
初起量：1.40    0.60       0.30   0.30     0.60
变化量：x        2x         x     x         2x
平衡量：1.4-x    0.60-2x  0.30+x  0.30+x    0.60+2x
所以：$\frac{（0.30+x）×（0.30+x）×（0.60+2x）^{2}}{（1.4-x）×（0.60-2x）^{2}}$=0.45，将x=0.1带入不成立，故D错误；
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，难度中等以上，注意灵活运用所学知识．