Question

8．工業上消除氮氧化物的污染，可用如下反應：CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H=akJ•mol^-1
在溫度T₁和T₂時，分別將0.50molCH₄和1.2molNO₂充入體積為1L的密閉容器中，測得n（CH₄）隨時間變化數據如下表：下列說法不正確的是（　　）

溫度	時間/min n/mol	0	10	20	40	50
T1	n（CH4）	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
T2	n（CH4）	0.50	0.30	0.18	…	0.15

• A． 10min內，T₁時CH₄的化學反應速率比T₂時小
• B． T₁＜T₂
• C． 平衡常數：K（T₁）＜K（T₂）
• D． a＜0

Answer 1

分析 T₁溫度時，40min與50min時甲烷的物質的量相等，說明40min時到達平衡，前10min內，反應未到達平衡，而T₂溫度下，甲烷的物質的量變化較大，反應速率較快，故溫度T₂＞T₁，溫度高先到達平衡，故T₂溫度下，50min時反應到達平衡，平衡時甲烷的物質的量大于T₁溫度平衡時甲烷的物質的量，說明升高溫度，平衡向逆反應進行，則正反應為放熱反應，據此解答．

解答 解：A．T₁溫度時，40min與50min時甲烷的物質的量相等，說明40min時到達平衡，前10min內，反應未到達平衡，而T₂溫度下，甲烷的物質的量變化較大，反應速率較快，故A正確；
B．前10min內，反應未到達平衡，而T₂溫度下，甲烷的物質的量變化較大，反應速率較快，溫度越高，反應速率越快，故溫度T₁＜T₂，故B正確；
C．溫度T₂＞T₁，溫度高先到達平衡，故T₂溫度下，50min時反應到達平衡，平衡時甲烷的物質的量大于T₁溫度平衡時甲烷的物質的量，說明升高溫度，平衡向逆反應進行，平衡常數減小，故K（T₁）＞K（T₂），故C錯誤；
D．由C分析可知，升高溫度，平衡向逆反應進行，則正反應為放熱反應，即a＜0，故D正確，
故選C．

點評 本題考查化學平衡移動、化學平衡影響因素，根據溫度越高反應速率越快判斷溫度高低，溫度高先到達平衡，再根據平衡時甲烷物質的量判斷反應熱效應，難度中等．