Question

15．一定條件下，可逆反應X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z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^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． c₁：c₂的值不能確定
• B． 平衡時，Y和Z的生成速率之比為1：1
• C． 0.48mol•L^-1＜c₁+c₂+c₃＜0.56mol•L^-1
• D． c₁的取值范圍為0＜c₁＜0.14 mol•L^-1

Answer 1

分析 X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z的起始濃度分別為c₁、c₂、c₃（均不為零），到達平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol•L^-1、0.3mol•L^-1、0.08mol•L^-1，利用極值轉化；
A、起始濃度-變化濃度=平衡濃度，X、Y的化學計量數為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之比，可逆反應到達平衡狀態(tài)；
C、該反應正反應是體積減小的反應，反應向正反應進行建立平衡，起始濃度之和最大，反應向逆反應進行建立平衡，起始濃度之和最小，結合極限法計算；
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錯誤；
B、不同物質表示的正逆反應速率等于化學計量數之比，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，所以平衡是Y和Z的生成速率之比為3：2，故B錯誤；
C、該反應正反應是體積減小的反應，若反應向正反應進行建立平衡，起始濃度之和最大，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、Y的濃度變化為$\frac{3}{2}$×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；若反應向逆反應進行建立平衡，起始濃度之和最小，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，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錯誤；
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，由C選項中計算可知，X的起始濃度c₁的取值范圍為0＜c₁＜0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol•L，故D正確；
故選D．

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．