Question

【題目】某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX（g）和2molY（g）發生反應：X（g）+mY（g）3Z（g），平衡時，X，Y，Z的體積分數分別為30%、60%、10%，在此平衡體系中加入1molZ（g），再將達到平衡后，X，Y，Z的體積分數不變．下列敘述不正確的是（ ）
A.m=2
B.兩次平衡的平衡常數相同
C.X與Y的平衡轉化率之比為1：1
D.第二次平衡時，Z的濃度為0.4molL﹣1

Answer 1

【答案】D
【解析】解：A．平衡時，X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%，在此平衡體系中加入1molZ（g），再將達到平衡后，X、Y、Z的體積分數不變，說明反應前后氣體計量數之和不變，所以m=2，故A正確；
B．平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，所以兩次平衡的平衡常數相同，故B正確；
C．設第一次達到平衡狀態時X參加反應的物質的量為amol，

	X（g）+	2Y（g）		3Z（g）
開始（mol）	1	2		0
轉化（mol）	a	2a		3a
平衡（mol）	1﹣a	2﹣2a		3a

相同條件下，氣體的體積與物質的量成正比，所以其體積分數等于其物質的量分數，即（1﹣a）：（2﹣2a）：3a=30%：60%：10%，所以a=0.1，則參加反應的△n（X）=0.1mol、△n（Y）=0.2mol，
轉化率= ，
X的轉化率= =10%，Y的轉化率= =10%，所以X和Y的轉化率之比為1：1，故C正確；
D．該反應的反應前后氣體計量數之和不變，第一次反應是按照X、Y的計量數之比來投料，所以第二次平衡與第一次平衡是等效平衡，兩次平衡后各物質的含量不變，投入Z后，設Z參加反應的物質的量為3bmol，

	X（g）+	2Y（g）		3Z（g）
第一次平衡（mol）	0.9	1.8		0.3
加入1molZ	0.9	1.8		1.3
轉化	b	2b		3b
第二次平衡（mol）	0.9+b	1.8+2b		1.3﹣3b

各物質含量不變，所以（0.9+b）：（1.8+2b）：（1.3﹣3b）=30%：60%：10%=3：6：1，
b=0.3，n（Z）=（1.3﹣0.9）mol=0.4mol，Z的物質的量濃度= =0.2mol/L，故D錯誤；
故選D．
A．平衡時，X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%，在此平衡體系中加入1molZ（g），再將達到平衡后，X、Y、Z的體積分數不變，說明反應前后氣體計量數之和不變；
B．平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變；
C．設第一次達到平衡狀態時X參加反應的物質的量為amol，根據轉化率= 進行計算；
D．該反應的反應前后氣體計量數之和不變，第一次反應是按照X、Y的計量數之比來投料，所以第二次平衡與第一次平衡是等效平衡，兩次平衡后各物質的含量不變，據此解答．