Question

【題目】現有三個體積相同的密閉容器，按下圖所示投料，并在T℃條件下開始反應，其中容器I保持恒壓100kPa。已知:分壓=總壓×物質的量分數，對于2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，T℃時，標準平衡常數KΘ={p(N2O4)/100kPa}/{[p(NO2)] /100kPa}2=0.75, 式中p(N2O4) 、p(NO2)為氣體分壓。下列說法正確的是

A. 達平衡時，容器Ⅱ中N2O4轉化率小于50%

B. 達平衡時，容器Ⅰ中N2O4分壓比容器Ⅲ中的大

C. 達平衡時，容器Ⅰ中N2O4的體積分數比容器Ⅱ中的大

D. 若起始時向容器Ⅲ中充入2molN2O4、2molNO2,達到平衡前v(正)<v(逆)

Answer 1

【答案】AD

【解析】若在恒溫恒容條件下，三個容器中的反應為等效平衡。A.將容器Ⅰ中2molNO2轉化為N2O4，可得1molN2O4，設有xmolN2O4反應生成NO2，根據已知條件容器I中保持恒壓100kPa，T℃時，標準平衡常數KΘ={p(N2O4)/100kPa}/{[p(NO2)] /100kPa}2=0.75,可知=0.75，解得x=0.5,因此N2O4轉化率==50%，達到平衡時由于容器Ⅰ是絕熱恒容，容器Ⅱ是恒溫恒容，所以達到平衡時容器Ⅰ中的溫度高于容器Ⅱ中的溫度，而該反應是放熱反應，因此平衡時容器Ⅱ中N2O4轉化率小于50%，A正確；B. 容器Ⅰ是絕熱恒容，達平衡時，容器Ⅰ中的溫度高于容器Ⅲ中的溫度，容器Ⅰ中N2O4的物質的量小于容器Ⅲ，因此容器Ⅰ中N2O4分壓比容器Ⅲ中的小，B錯誤；C. 容器Ⅰ是絕熱恒容，達平衡時，容器Ⅰ中的溫度高于容器Ⅱ中的溫度，導致容器Ⅰ中N2O4的物質的量小于容器Ⅱ，因此容器Ⅰ中N2O4的體積分數比容器Ⅱ中的小，C錯誤；D. 若起始時向容器Ⅲ中充入2molN2O4、2molNO2,由于容器Ⅲ保持恒溫恒壓，則必須擴大容器的體積，而該反應是氣體體積減小的反應，所以在達到平衡前該反應一直向逆反應方向進行，因此達到平衡前v(正)<v(逆)，D正確；答案選AD.