Question

【題目】溫度為T1℃時,在四個容積均為1L的恒容密閉容器中發生反應：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH，該反應的速率表達式為v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n為常數)，測得有關實驗數據如下：

容器編號	物質的起始濃度 （mol/L）		速率 （mol·L-1·s-1）	物質的平衡濃度 （mol/L）
	c(NO)	c(H2)		c(N2)
Ⅰ	6×10-3	1×10-3	a×10-3	2×10-4
Ⅱ	6×10-3	2×10-3	2a×10-3
Ⅲ	1×10-3	6×10-3	b×10-3
Ⅳ	2×10-3	6×10-3	4b×10-3

下列說法正確的是

A. m=2，n=1

B. 達到平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅳ的總壓強之比為1:2

C. 溫度升高為T2℃，測得平衡時，容器Ⅱ中c(H2O)=3.8×10-4mol/L，則ΔH>0

D. T1℃時，容器Ⅲ中達到平衡后再充入NO、H2O(g）各2×10-4mol，則反應將向逆反應方向進行

Answer 1

【答案】AD

【解析】反應Ⅰ、Ⅱ相比較，NO的濃度不變，Ⅱ中氫氣濃度是Ⅰ的2倍，反應速率Ⅱ是Ⅰ的2倍，所以n=1；反應Ⅲ、Ⅳ相比較，氫氣的濃度不變，Ⅳ中NO濃度是Ⅲ的2倍，反應速率Ⅳ是Ⅲ的4倍，所以m=2；選項A正確。恒溫恒容下，體系的壓強比等于氣體的物質的量的比，對于反應Ⅱ有：

2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)

起始： 6 2 0 0

反應： x x x/2 x/2

平衡： 6-x 2-x x/2 x/2

對于反應Ⅲ有：

2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)

起始： 2 6 0 0

反應： y y y/2 y/2

平衡： 2-y 6-y y/2 y/2 （以上單位都是10-3mol/L）

兩個反應的平衡常數必然相等，列出其平衡常數計算式，兩個反應的K值相等，一定得到x=y。則得到達平衡時兩個反應體系的氣體總物質的量相等，所以壓強相等，選項B錯誤。溫度不變的前提下，從反應Ⅰ變為反應Ⅱ，氫氣的濃度變為原來的2倍，則平衡正向移動，達到新平衡的時候c(N2)應該大于2×10-4mol/L，此時的c(H2O)應該大于4×10-4mol/L；但是，實際升高溫度以后實驗Ⅱ達平衡時c(H2O)= 3.8×10-4mol/L＜4×10-4mol/L，說明升高溫度的時候，平衡一定逆向移動了，所以該反應為放熱反應，焓變小于0，選項C錯誤。增大生成物濃度，平衡一定逆向移動，所以充入NO、H2O(g）各2×10-4mol，則反應將向逆反應方向進行，選項D正確。