Question

温度为T₁℃时,在四个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)+2H₂(g)N₂(g)+2H₂O(g) ΔH，该反应的速率表达式为v=k·c^m(NO)·cⁿ(H₂)(k、m、n为常数)，测得有关实验数据如下：

容器编号	物质的起始浓度 （mol/L）	速率 （mol·L^-1·s^-1）	物质的平衡浓度 （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

下列说法正确的是

A. m=2，n=1

B. 达到平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅳ的总压强之比为1:2

C. 温度升高为T₂℃，测得平衡时，容器Ⅱ中c(H₂O)=3.8×10^-4mol/L，则ΔH>0

D. T₁℃时，容器Ⅲ中达到平衡后再充入NO、H₂O(g）各2×10^-4mol，则反应将向逆反应方向进行

Answer

AD

【解析】反应Ⅰ、Ⅱ相比较，NO的浓度不变，Ⅱ中氢气浓度是Ⅰ的2倍，反应速率Ⅱ是Ⅰ的2倍，所以n=1；反应Ⅲ、Ⅳ相比较，氢气的浓度不变，Ⅳ中NO浓度是Ⅲ的2倍，反应速率Ⅳ是Ⅲ的4倍，所以m=2；选项A正确。恒温恒容下，体系的压强比等于气体的物质的量的比，对于反应Ⅱ有：

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

起始： 6 2 0 0

反应： x x x/2 x/2

平衡： 6-x 2-x x/2 x/2

对于反应Ⅲ有：

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

起始： 2 6 0 0

反应： y y y/2 y/2

平衡： 2-y 6-y y/2 y/2 （以上单位都是10-3mol/L）

两个反应的平衡常数必然相等，列出其平衡常数计算式，两个反应的K值相等，一定得到x=y。则得到达平衡时两个反应体系的气体总物质的量相等，所以压强相等，选项B错误。温度不变的前提下，从反应Ⅰ变为反应Ⅱ，氢气的浓度变为原来的2倍，则平衡正向移动，达到新平衡的时候c(N2)应该大于2×10-4mol/L，此时的c(H2O)应该大于4×10-4mol/L；但是，实际升高温度以后实验Ⅱ达平衡时c(H2O)= 3.8×10-4mol/L＜4×10-4mol/L，说明升高温度的时候，平衡一定逆向移动了，所以该反应为放热反应，焓变小于0，选项C错误。增大生成物浓度，平衡一定逆向移动，所以充入NO、H2O(g）各2×10-4mol，则反应将向逆反应方向进行，选项D正确。