Question

【題目】在溫度T1和T2時，分別將0.50mol CH4和1.20mol NO2充入體積為1L的密閉容器中，發生如下反應：CH4（g）+2NO2（g）N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），測得n（CH4）隨時間變化數據如下表：

	時間/min	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	…	0.15

下列說法正確的是（ ）
A.T2時CH4的平衡轉化率為70.0%
B.該反應的△H＞0、T1＜T2
C.保持其他條件不變，T1時向平衡體系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O（g），平衡向正反應方向移動
D.保持其他條件不變，T1時向平衡體系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2 ， 與原平衡相比，達新平衡時N2的濃度增大、體積分數減小

Answer 1

【答案】AD
【解析】解：由表中數據可知，T1溫度在40min到達平衡，開始對應各組分濃度相等，前20min內溫度T2的反應速率大于溫度T1的，則溫度T2＞T1 ， T2溫度先到達平衡，到達平衡時間小于40min，50min處于平衡狀態，此時甲烷的物質的量為0.15mol，大于T1溫度平衡時的0.1mol，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，A．T2平衡時參加反應的甲烷物質的量為：0.5mol﹣0.15mol=0.35mol，則甲烷的平衡轉化率為： ×1005=70%，故A正確；
B．根據分析可知，溫度T1＜T2 ， 正反應為放熱反應，該反應的△H＜0，故B錯誤；
C．保持其他條件不變，T1時向平衡體系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O（g），此時甲烷濃度為0.4mol/L，原平衡時生成的水為（0.5﹣0.1）mol×2=0.8mol，此時水的濃度為1.6mol/L，根據K= 可知此時Qc=6.4=K，反應向逆反應進行，故C錯誤；
D．再充入0.50molCH4和1.20molNO2 ， 平衡正向移動，氮氣濃度增大，等效為在原平衡基礎增大壓強，與原平衡相比平衡逆向移動，達新平衡時N2的體積分數減小，故D正確；
故選AD．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．