Question

10．一定温度下，l mol X和n mol Y在体积为2L的密闭容器中发生如下反应：X（g）+Y（g）?2Z（g）+M（s），5min后达到平衡，此时生成2a mol Z，建立平衡状态I，此时Y的体积分数为w%．下列说法正确的是（　　）

• A． 用V（X）和V（Y）表示此反应的反应速率是：V（X）=V（Y）=（0.1-0.2a）mol•（L•min）^-1
• B． 当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态，此时气体总量为（1+n）mol
• C． 若建立平衡I的起始时n=1，维持温度和体积不变，向平衡I的体系中再加入cmolZ和dmolM[其中c＞0的任意值，d≥（1-a）mol]，达到平衡状态II，此时Y的体积分数一定为w%
• D． 维持温度和体积不变，向上述平衡体系中再充入l mol X和n mol Y，此时v（正）增大，v（逆）减小，平衡正向移动，再次达到平衡时，Z的物质的量浓度为2a mol/L，M的物质的量为2a mol

Answer 1

分析 A．平衡时消耗X的物质的量为amol，根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算出用X表示的反应速率，然后利用化学计量数与反应速率成正比分析；
B．该反应中M为固体，反应前后气体体积不变，则反应过程中气体的总物质的量不变；
C．若n=1，则X、Y的物质的量之比等于其计量数之比，结合压强不影响该平衡及等效平衡的知识判断；
D．向上述平衡体系中再充入l mol X和n mol Y的瞬间正反应速率增大、逆反应速率不变，之后正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直至达到新的平衡．

解答 解：A．5min后达到平衡，此时生成2a molZ，根据反应可知平衡时消耗X的物质的量为：n（X）=2amol×$\frac{1}{2}$=amol，则v（X）=$\frac{\frac{1mol-amol}{2L}}{5min}$=（0.1-0.1a）mol•（L•min）^-1，同一反应中化学反应速率与化学计量数成正比，则v（X）=v（Y）=（0.1-0.1a）mol•（L•min）^-1，故A错误；
B．由于M的状态为固态，则反应过程中气体的质量发生变化，当当混合气体的质量不再发生变化时，证明该反应达到平衡状态；该反应前后气体体积不变，则反应过程中气体的总物质的量不变，故平衡时气体总物质的量为：1mol+amol=（1+n）mol，故B正确；
C．若建立平衡I的起始时n=1，维持温度和体积不变，由于该反应为气体体积不变的反应，则压强不影响平衡，只要满足n（X）：n（Y）=1：1，新的平衡与原平衡互为等效平衡，达到平衡时Y的体积分数一定为w%；若向平衡I的体系中再加入cmolZ和dmolM，Z的物质的量不影响平衡时各组分的含量，但是Z必须足量，否则会影响逆反应，由于没有告诉c的量，则无法判断a、c的大小，只能得出d必须≥$\frac{1}{2}$cmol，故C错误；
D．维持温度和体积不变，向上述平衡体系中再充入l molX和n molY的瞬间v（正）增大、v（逆）不变，而不是减小，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，涉及化学反应速率的计算、化学平衡及其影响、等效平衡等知识，明确化学反应速率的概念及表达式为解答关键，注意掌握化学平衡及其影响，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．