Question

4．一定條件下，可逆反應X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z的起始濃度分別為C₁、C₂、C₃（均不為0），平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L/、0.08mol/L，下列判斷不合理的是（　�。�

• A． C₁：C₂=1：3
• B． 平衡時，X和Z的生成速率之比為1：2
• C． X、Y的轉化率不相等
• D． C₁的取值范圍為0＜C₁＜0.14mol/L

Answer 1

分析 A、起始濃度-變化濃度=平衡濃度，X、Y的化學計量數(shù)為1：3，平衡時濃度為1：3，則起始X、Y的起始濃度為1：3；
B、Y的生成速率，表示逆反應速率，Z的生成速率表示正反應速率，不同物質表示的正逆反應速率等于化學計量數(shù)之比，可逆反應到達平衡狀態(tài)；
C、根據(jù)起始量以及轉化量判斷轉化率關系；
D、應向正反應進行建立平衡，X起始濃度之和最大，反應向逆反應進行建立平衡，X起始濃度之和最小，結合極限法計算．

解答 解：A、X、Y的化學計量數(shù)為1：3，所以X、Y的濃度變化之比為1：3，平衡時濃度為1：3，起始濃度=變化濃度+平衡濃度，則起始X、Y的起始濃度為（1+1）：（3+3）=1：3，故A正確；
B、不同物質表示的正逆反應速率等于化學計量數(shù)之比，可逆反應到達平衡狀態(tài)，Y的生成速率表示逆反應速率，Z的生成速率表示正反應速率，所以平衡時X和Z的生成速率之比為1：2，故B正確；
C、反應起始時c₁：c₂=l：3，由方程式可知，反應物的物質的量變化量與化學計量數(shù)呈正比，轉化的物質的量也為1：3，則轉化率應相等，故C錯誤；
D、平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1mol•L^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，若反應向正反應進行建立平衡，X起始濃度最大，將Z極限法轉化為左邊，結合X（g）+3Y（g）?2Z（g）可知，X的濃度變化為0.04mol/L，故X的極大值為0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol/L，
若反應向逆反應進行建立平衡，X起始濃度最小，平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1mol•L^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，將X、Y極限法轉化為右邊，結合X（g）+3Y（g）?2Z（g）可知，Z的濃度變化為0.2mol/L，X、Y無剩余，故X的極小值為0，故X的起始濃度c₁的取值范圍為0＜c₁＜0.14mol•L，故D正確；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的計算，難度中等，理解可逆反應的不完全性與平衡建立途徑，注意極限法在平衡判斷中的運用．