Question

3．某温度下，向2L的密闭容器中加入1molX和2molY：X（g）+mY（g）?3Z（g），平衡时X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%．向平衡体系中再加入1molZ，重新建立平衡时X、Y、Z的体积分数不变．下列叙述不正确的是（　　）

• A． m=2
• B． X与Y的转化率相等
• C． 该温度下的平衡常数约为9.3×10^-3
• D． 重新建立平衡时Z的浓度为0.4mol•L^-1

Answer 1

分析 向平衡体系中再加入1molZ，重新建立平衡时X、Y、Z的体积分数不变，说明压强不影响该平衡，则反应前后总计量数相等，则1+m=3，m=2；X、Y的初始浓度之比为1：2，计量数之比为1：2，则二者的转化率相等；根据重新达到平衡时Z的体积分数不变及反应过程中总物质的量不变计算出Z的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算出Z的浓度；
根据反应前后总物质的量不变及各组分的体积分数计算出第一次平衡时各组分的物质的量，然后根据c=$\frac{n}{V}$计算出平衡浓度，最后根据平衡常数的表达式计算出该反应在该温度下的平衡常数．

解答 解：A．向平衡体系中再加入1molZ，重新建立平衡时X、Y、Z的体积分数不变，说明压强不影响该平衡，则反应前后总计量数相等，则1+m=3，m=2，故A正确；
B．向2L的密闭容器中加入1molX和2molY，由于m=2，则反应过程中消耗X、Y的物质的量之比为1：2，所以X、Y的转化率一定相等，故B正确；
C．由于反应前后气体的总物质的量不变，平衡时气体的总物质的量仍然为1mol+2mol=3mol，则第一次平衡时X、Y、Z的物质的量浓度分别为：c（X）=$\frac{3mol×30%}{2L}$=0.45mol/L，c（Y）=$\frac{3mol×60%}{2L}$=0.9mol/L，c（Z）=$\frac{3mol×10%}{2L}$=0.15mol，则该反应在该温度下的平衡常数为：K=$\frac{0.1{5}^{3}}{0.45×0．{9}^{2}}$≈9.3×10^-3，故C正确；
D．再加入1molZ后总物质的量为4mol，重新达到平衡时Z的体积分数仍然为10%，则重新建立平衡时Z的浓度为：$\frac{4mol×10%}{2L}$=0.2mol/L，故D错误；
故选D．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，注意掌握化学平衡常数的概念及表达式，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．