Question

11．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应：X（g）+m Y（g）?3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为20%、40%、40%．在此平衡体系中加入1molZ（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． m=2
• B． 两次平衡的平衡常数相同，平衡常数值为2
• C． X与Y的平衡转化率之比为1：1
• D． 第二次平衡时，Z的浓度为1.0 mol•L^-1

Answer 1

分析 A．反应：X（g）+m Y（g）?3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为20%、40%、40%．在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知m=2；
B．平衡常数只与温度有关；
C．加入1molX（g）和2molY（g），与化学计量数的比值相同；
D．X（g）+2 Y（g）?3Z（g）
开始 1          2              0
转化  x         2x             3x
平衡1-x        2-2x          3x
$\frac{1-x}{1-x+2-2x+3x}$=20%，解得x=0.4
则Z的平衡浓度为$\frac{0.4mol×3}{2L}$=0.6mol/L，
由极限转化可知，若开始投入3molZ时平衡浓度为0.6mol/L，体积不变时物质的量增大，浓度增大．

解答 解：A．反应：X（g）+m Y（g）?3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为20%、40%、40%．在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，则该反应为体积不变的反应，1+m=3，可知m=2，故A正确；
B．平衡常数只与温度有关，则两次平衡的平衡常数相同，
     X（g）+2 Y（g）?3Z（g）
开始 1          2              0
转化  x         2x             3x
平衡1-x        2-2x          3x
$\frac{1-x}{1-x+2-2x+3x}$=20%，解得x=0.4
K=$\frac{（0.6）^{3}}{0.3×（0.6）^{2}}$=2，故B正确；
C．加入1molX（g）和2molY（g），与化学计量数的比值相同，则X与Y的平衡转化率之比为1：1，故C正确；
D．X（g）+2 Y（g）?3Z（g）
开始 1          2              0
转化  x         2x             3x
平衡1-x        2-2x          3x
$\frac{1-x}{1-x+2-2x+3x}$=20%，解得x=0.4
则Z的平衡浓度为$\frac{0.4mol×3}{2L}$=0.6mol/L，
由极限转化可知，若开始投入3molZ时平衡浓度为0.6mol/L，体积不变时物质的量增大，浓度增大，再加入1molZ，$\frac{3}{0.6mol/L}=\frac{4}{c（Z）}$，则c（Z）=0.8mol/L，故D错误；
故选D．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、转化率计算等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项D为解答的难点，题目难度不大．