Question

10．在一个容积为VL的密闭容器中放入A（g）和B（g）物质的量比2：1，在一定条件下发生下列反应3A（g）+B（g）═C（g）+2D（g），10分钟达到平衡，混合气体的平均摩尔质量增大$\frac{1}{8}$，则下列说法正确的是（　　）

• A． 若容器中密度不变则说明达到化学平衡状态
• B． A平衡转化率为60%
• C． 平衡常数为$\frac{4}{9}$
• D． 平衡时D的体积分数25%

Answer 1

分析 10分钟达到平衡，混合气体的平均摩尔质量增大$\frac{1}{8}$，A（g）和B（g）物质的量比2：1，设物质的量分别为6mol、3mol，则平衡后物质的量变为8mol，则
         3A（g）+B（g）═C（g）+2D（g）
开始      6         3            0          0
转化      3x         x            x        2x
平衡     6-3x       3-x          x        2x
可知6-3x+3-x+x+2x=8，解得x=1mol，
A．混合气体的质量、体积始终不变；
B．A的转化率为$\frac{3mol}{6mol}$×100%；
C．K=$\frac{\frac{1mol}{VL}×（\frac{2mol}{VL}）^{2}}{（\frac{3mol}{VL}）^{3}（\frac{2mol}{V}）}$；
D．平衡时D的体积分数为$\frac{2mol}{8mol}$×100%．

解答 解：10分钟达到平衡，混合气体的平均摩尔质量增大$\frac{1}{8}$，由M=$\frac{m}{n}$可知，反应前后的物质的量比为9：8，由A（g）和B（g）物质的量比2：1，设物质的量分别为6mol、3mol，则平衡后物质的量变为8mol，则
         3A（g）+B（g）═C（g）+2D（g）
开始      6         3            0          0
转化      3x         x            x        2x
平衡     6-3x       3-x          x        2x
可知6-3x+3-x+x+2x=8，解得x=1mol，
A．混合气体的质量、体积始终不变，则密度不变，不能说明达到化学平衡状态，故A错误；
B．A的转化率为$\frac{3mol}{6mol}$×100%=50%，故B错误；
C．K=$\frac{\frac{1mol}{VL}×（\frac{2mol}{VL}）^{2}}{（\frac{3mol}{VL}）^{3}（\frac{2mol}{V}）}$=$\frac{2V}{27}$，故C错误；
D．平衡时D的体积分数为$\frac{2mol}{8mol}$×100%=25%，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握摩尔质量与物质的量的关系、平衡三段法、K及转化率的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意结合平衡浓度计算K，题目难度不大．