Question

【题目】某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX和2molY发生反应：X(g)+2Y(g)mZ(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入5molZ(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是（ ）

A. 两次平衡的平衡常数相同B. m=3

C. X与Y的平衡转化率之比为1:2D. 第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol/L

Answer 1

【答案】C

【解析】

A.平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以两次平衡的平衡常数相同，A正确；

B.平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%，在此平衡体系中加入5molZ(g)，再将达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明反应前后气体计量数之和不变，所以m=3，B正确；

C.设第一次达到平衡状态时X参加反应的物质的量为amol，

X(g)+2Y(g)3Z(g)，

开始(mol) 1 2 0

转化(mol) a 2a 3a

平衡(mol)(1-a) (2-2a) 3a

相同条件下，气体的体积与物质的量成正比，所以其体积分数等于其物质的量分数，即（1-a）：(2-2a)：3a=30%：60%：10%，所以a=0.1，则参加反应的△n(X)=0.1mol、△n(Y)=0.2mol，则X的转化率=×100%=10%，Y的转化率=×100%=10%，所以X和Y的转化率之比为1：1，C错误；

D.该反应的反应前后气体计量数之和不变，第一次反应是按照X、Y的计量数之比来投料，所以第二次平衡与第一次平衡是等效平衡，两次平衡后各物质的含量不变，投入Z后，设Z参加反应的物质的量为3bmol，

X(g)+2Y(g)3Z(g)

第一次平衡(mol)：0.9 1.8 0.3

加入5molZ： 0.9 1.8 5.3

转化： b 2b 3b

第二次平衡(mol)：(0.9+b) (1.8+2b) (5.3-3b)

各物质含量不变，所以(0.9+b)：(1.8+2b)：(5.3-3b)=30%：60%：10%=3：6：1，

b=1.5，n(Z)=(5.3-3×1.5)mol=0.8mol，Z的物质的量浓度==0.4mol/L，D正确；

故合理选项是C。