Question

10．在一個容積為VL的密閉容器中放入A（g）和B（g）物質的量比2：1，在一定條件下發生下列反應3A（g）+B（g）═C（g）+2D（g），10分鐘達到平衡，混合氣體的平均摩爾質量增大$\frac{1}{8}$，則下列說法正確的是（　　）

• A． 若容器中密度不變則說明達到化學平衡狀態
• B． A平衡轉化率為60%
• C． 平衡常數為$\frac{4}{9}$
• D． 平衡時D的體積分數25%

Answer 1

分析 10分鐘達到平衡，混合氣體的平均摩爾質量增大$\frac{1}{8}$，A（g）和B（g）物質的量比2：1，設物質的量分別為6mol、3mol，則平衡后物質的量變為8mol，則
         3A（g）+B（g）═C（g）+2D（g）
開始      6         3            0          0
轉化      3x         x            x        2x
平衡     6-3x       3-x          x        2x
可知6-3x+3-x+x+2x=8，解得x=1mol，
A．混合氣體的質量、體積始終不變；
B．A的轉化率為$\frac{3mol}{6mol}$×100%；
C．K=$\frac{\frac{1mol}{VL}×（\frac{2mol}{VL}）^{2}}{（\frac{3mol}{VL}）^{3}（\frac{2mol}{V}）}$；
D．平衡時D的體積分數為$\frac{2mol}{8mol}$×100%．

解答 解：10分鐘達到平衡，混合氣體的平均摩爾質量增大$\frac{1}{8}$，由M=$\frac{m}{n}$可知，反應前后的物質的量比為9：8，由A（g）和B（g）物質的量比2：1，設物質的量分別為6mol、3mol，則平衡后物質的量變為8mol，則
         3A（g）+B（g）═C（g）+2D（g）
開始      6         3            0          0
轉化      3x         x            x        2x
平衡     6-3x       3-x          x        2x
可知6-3x+3-x+x+2x=8，解得x=1mol，
A．混合氣體的質量、體積始終不變，則密度不變，不能說明達到化學平衡狀態，故A錯誤；
B．A的轉化率為$\frac{3mol}{6mol}$×100%=50%，故B錯誤；
C．K=$\frac{\frac{1mol}{VL}×（\frac{2mol}{VL}）^{2}}{（\frac{3mol}{VL}）^{3}（\frac{2mol}{V}）}$=$\frac{2V}{27}$，故C錯誤；
D．平衡時D的體積分數為$\frac{2mol}{8mol}$×100%=25%，故D正確；
故選D．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握摩爾質量與物質的量的關系、平衡三段法、K及轉化率的計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意結合平衡濃度計算K，題目難度不大．