Question

4．一定条件下，可逆反应X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为C₁、C₂、C₃（均不为0），平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L/、0.08mol/L，下列判断不合理的是（　　）

• A． C₁：C₂=1：3
• B． 平衡时，X和Z的生成速率之比为1：2
• C． X、Y的转化率不相等
• D． C₁的取值范围为0＜C₁＜0.14mol/L

Answer 1

分析 A、起始浓度-变化浓度=平衡浓度，X、Y的化学计量数为1：3，平衡时浓度为1：3，则起始X、Y的起始浓度为1：3；
B、Y的生成速率，表示逆反应速率，Z的生成速率表示正反应速率，不同物质表示的正逆反应速率等于化学计量数之比，可逆反应到达平衡状态；
C、根据起始量以及转化量判断转化率关系；
D、应向正反应进行建立平衡，X起始浓度之和最大，反应向逆反应进行建立平衡，X起始浓度之和最小，结合极限法计算．

解答 解：A、X、Y的化学计量数为1：3，所以X、Y的浓度变化之比为1：3，平衡时浓度为1：3，起始浓度=变化浓度+平衡浓度，则起始X、Y的起始浓度为（1+1）：（3+3）=1：3，故A正确；
B、不同物质表示的正逆反应速率等于化学计量数之比，可逆反应到达平衡状态，Y的生成速率表示逆反应速率，Z的生成速率表示正反应速率，所以平衡时X和Z的生成速率之比为1：2，故B正确；
C、反应起始时c₁：c₂=l：3，由方程式可知，反应物的物质的量变化量与化学计量数呈正比，转化的物质的量也为1：3，则转化率应相等，故C错误；
D、平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol•L^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，若反应向正反应进行建立平衡，X起始浓度最大，将Z极限法转化为左边，结合X（g）+3Y（g）?2Z（g）可知，X的浓度变化为0.04mol/L，故X的极大值为0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol/L，
若反应向逆反应进行建立平衡，X起始浓度最小，平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol•L^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，将X、Y极限法转化为右边，结合X（g）+3Y（g）?2Z（g）可知，Z的浓度变化为0.2mol/L，X、Y无剩余，故X的极小值为0，故X的起始浓度c₁的取值范围为0＜c₁＜0.14mol•L，故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算，难度中等，理解可逆反应的不完全性与平衡建立途径，注意极限法在平衡判断中的运用．