Question

15．一定条件下，可逆反应X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z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^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，则下列判断正确的是（　　）

• A． c₁：c₂的值不能确定
• B． 平衡时，Y和Z的生成速率之比为1：1
• C． 0.48mol•L^-1＜c₁+c₂+c₃＜0.56mol•L^-1
• D． c₁的取值范围为0＜c₁＜0.14 mol•L^-1

Answer 1

分析 X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c₁、c₂、c₃（均不为零），到达平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol•L^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，利用极值转化；
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、该反应正反应是体积减小的反应，反应向正反应进行建立平衡，起始浓度之和最大，反应向逆反应进行建立平衡，起始浓度之和最小，结合极限法计算；
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错误；
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，所以平衡是Y和Z的生成速率之比为3：2，故B错误；
C、该反应正反应是体积减小的反应，若反应向正反应进行建立平衡，起始浓度之和最大，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、Y的浓度变化为$\frac{3}{2}$×0.08mol/L=0.12mol/L，所以c₁+c₂₊c₃＜0.1mol/L+0.3mol/L+0.04mol/L+0.12mol/L=0.56mol/L；若反应向逆反应进行建立平衡，起始浓度之和最小，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，所以c₁+c₂+c₃＞0.2mol/L+0.08mol/L=0.28mol/L，故0.28mol/L＜c₁+c₂+c₃＜0.56mol/L，故C错误；
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，由C选项中计算可知，X的起始浓度c₁的取值范围为0＜c₁＜0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol•L，故D正确；
故选D．

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．