Question

17．工業(yè)上消除氮氧化物的污染可用如下反應(yīng)：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=akJ/mol．在溫度T₁和T₂時(shí)，分別將0.50mol CH₄和1.2mol NO₂充入體積為1L的恒容密閉容器中，測(cè)得n（N₂）隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)如表．下列說法不正確的是（　�。�

溫度	時(shí)間/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

• A． T₁溫度下，CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率為50%
• B． T₁＜T₂
• C． a＜0
• D． T₂時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)大于T₁時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)

Answer 1

分析 A．由表中數(shù)據(jù)可知，40min處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)生成氮?dú)鉃?.4mol，根據(jù)方程式計(jì)算消耗甲烷物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算甲烷的轉(zhuǎn)化率；
B．由前10min內(nèi)，溫度T₂時(shí)生成氮?dú)廨^多，說明溫度T₂的反應(yīng)速率快，溫度越高反應(yīng)速率越快；
C．由B中分析可知，溫度T₁＜T₂，T₂溫度30min處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量比T₁溫度小，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
D．升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減�。�

解答 解：A．由表中數(shù)據(jù)可知，40min處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)生成氮?dú)鉃?.4mol，根據(jù)方程式可知消耗甲烷物質(zhì)的量為0.4mol，則甲烷的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4mol}{0.5mol}$×100%=80%，故A錯(cuò)誤；
B．由前10min內(nèi)，溫度T₂時(shí)生成氮?dú)廨^多，說明溫度T₂的反應(yīng)速率快，溫度越高反應(yīng)速率越快，故溫度T₁＜T₂，故B正確；
C．由B中分析可知，溫度T₁＜T₂，T₂溫度30min處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量比T₁溫度小，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故a＜0，故C正確；
D．升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，T₂時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)小于T₁時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)，故D錯(cuò)誤，
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算及影響因素、平衡常數(shù)影響因素等，關(guān)鍵是根據(jù)數(shù)據(jù)判斷溫度大小，較好的考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能力，難度中等．