Question

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30%、60%、10%。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．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L ^-1

B．两次平衡的平衡常数相同

C．X与Y的平衡转化率之比为1:1

D．m=2

Answer

A

【解析】

试题分析：平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%，在此平衡体系中加入1molZ（g），再将达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明反应前后气体计量数之和不变，所以m=2，A．该反应的反应前后气体计量数之和不变，第一次反应是按照X、Y的计量数之比来投料，所以第二次平衡与第一次平衡是等效平衡，两次平衡后各物质的含量不变，投入Z后，设Z参加反应的物质的量为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

转化： b 2b 3b

第二次平衡（mol）：（0.9+b）（1.8+2b）（1.3-3b）

各物质含量不变，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的物质的量浓度=0.4mol÷2L=0.2mol/L，A错误；

B．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以两次平衡的平衡常数相同，B正确；C．设第一次达到平衡状态时X参加反应的物质的量为amol，

X（g）+2Y（g）3Z（g）

开始（mol） 1 2 0

转化（mol） a 2a 3a

平衡（mol） （1-a）（2-2a） 3a

相同条件下，气体的体积与物质的量成正比，所以其体积分数等于其物质的量分数，即（1-a）：（2-2a）：3a=30%：60%：10%，所以a=0.1，则参加反应的△n（X）=0.1mol、△n（Y）=0.2mol，X的转化率=×100%=10%，Y的转化率=×100%=10%，所以X和Y的转化率之比为1：1，C正确；D．根据以上分析可知D正确，答案选A。

考点：考查化学平衡计算、等效平衡、平衡常数等知识点