Question

【题目】在温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.20mol NO2充入体积为1L的密闭容器中，发生如下反应：CH4（g）+2NO2（g）N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），测得n（CH4）随时间变化数据如下表：

	时间/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

下列说法正确的是（ ）
A.T2时CH4的平衡转化率为70.0%
B.该反应的△H＞0、T1＜T2
C.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O（g），平衡向正反应方向移动
D.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2 ， 与原平衡相比，达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小

Answer 1

【答案】AD
【解析】解：由表中数据可知，T1温度在40min到达平衡，开始对应各组分浓度相等，前20min内温度T2的反应速率大于温度T1的，则温度T2＞T1 ， T2温度先到达平衡，到达平衡时间小于40min，50min处于平衡状态，此时甲烷的物质的量为0.15mol，大于T1温度平衡时的0.1mol，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A．T2平衡时参加反应的甲烷物质的量为：0.5mol﹣0.15mol=0.35mol，则甲烷的平衡转化率为： ×1005=70%，故A正确；
B．根据分析可知，温度T1＜T2 ， 正反应为放热反应，该反应的△H＜0，故B错误；
C．保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O（g），此时甲烷浓度为0.4mol/L，原平衡时生成的水为（0.5﹣0.1）mol×2=0.8mol，此时水的浓度为1.6mol/L，根据K= 可知此时Qc=6.4=K，反应向逆反应进行，故C错误；
D．再充入0.50molCH4和1.20molNO2 ， 平衡正向移动，氮气浓度增大，等效为在原平衡基础增大压强，与原平衡相比平衡逆向移动，达新平衡时N2的体积分数减小，故D正确；
故选AD．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．