Question

2．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，达平衡时CH₄ 的转化率大于NO₂的转化率

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．温度为T₁时，达平衡时n（CH₄ ）=0.1mol，则分别消耗CH₄、NO₂的物质的量为0.4mol、0.8mol．

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，温度较高，反应速率较大，达到平衡时用时较少，则反应进行到40 min时，反应达到平衡状态，x=0.15，故B错误；
C．温度为T₂时，原平衡时消耗n（CH₄）=0.5mol-0.15mol=0.15mol，则反应生成0.35molN₂，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．温度为T₁时，达平衡时n（CH₄ ）=0.1mol，则分别消耗CH₄、NO₂的物质的量为0.4mol、0.8mol，转化率分别为$\frac{0.4}{0.5}$=0.8、$\frac{0.8}{1.2}$=0.67，可知达平衡时CH₄ 的转化率大于NO₂的转化率，故D正确．
故选D．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，注意把握温度对平衡移动的影响以及转化率的计算，难度不大．