Question

一個容積固定的反應容器中，有一可以左右滑動的密封隔板，兩側(cè)分別進行如圖所示的可逆反應：

各物質(zhì)的起始加入量如下：A、B、C 均為 4.0mol，D為 6.5mol，F(xiàn)為 2mol，設(shè)E 為 x mol，當x 在一定范圍內(nèi)變化時，均可以通過調(diào)節(jié)反應器的溫度時兩側(cè)反應都達到平衡，且隔板恰好處于反應器的正中位置，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）當x=4.5時，則右側(cè)反應起始時向

 

（填“正反應”或“逆反應”），要使起始反應維持向該方向進行，x 的最大值應小于

 

；
（2）x=3.0時，右側(cè)反應在起始時向

 

（填“正反應”或“逆反應”），要使起始反應維持向該方向進行，x 的最小值應大于

 

；
（3）若x 分別為 4.5 和 5.0，則在這兩種情況下，當反應達到平衡時，A的物質(zhì)的量

 

（填寫相等、不相等或不能確定），請解釋理由

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：

分析：（1）左右兩部分溫度、體積、壓強相同，平衡時，兩反應混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質(zhì)的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，由此判斷右邊反應向哪個方向進行；
令達平衡時E的消耗量為2a摩，求出平衡時各組分的物質(zhì)的量，利用反應混和物總的物質(zhì)的量為12mol列出等式，再利用可逆反應反應物不能完全反應列不等式，聯(lián)立求解；
（2）求解方法等同于（1），注意變化量為D和E增加，F(xiàn)減少；
（3）這兩種情況是在兩個不同溫度下達到化學平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以A的物質(zhì)的量也不同．

解答： 解：（1）左右兩部分溫度、體積、壓強相同，平衡時，兩反應混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質(zhì)的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，x=4.5時右邊開始總的物質(zhì)的量為6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol，大于12mol，所以反應向體積減小的方向進行，即向正反應方向進行；
設(shè)達平衡時E的消耗量為2a mol．
             D+?2E?2F，
起始（mol）：6.5  x   2.0
變化（mol）：a    2a  2a
平衡（mol）：6.5-a x-2a 2.0+2a
因左側(cè)反應混合物總的物質(zhì)的量為12 mol所以達平衡時，右側(cè)反應需滿足：?
（6.5-a）+（x-2a）+（2.0+2a）=12 且 x-2a＞0
即

x=3.5+a x＞2a

解之得，x＜7.0?
故答案為：正反應；7.0；
 （2）左右兩部分溫度、體積、壓強相同，平衡時，兩反應混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質(zhì)的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，x=3.0時右邊開始總的物質(zhì)的量為6.5mol+2.0mol+3.0mol=11.5mol，小于12mol，所以反應向體積增大的方向進行，即向逆反應方向進行；
設(shè)達平衡時E的消耗量為2a mol．
              D+?2E?2F，
起始（mol）：6.5   x  2.0
變化（mol）：a     2a  2a
平衡（mol）：6.5+a x+2a 2.0-2a
因左側(cè)反應混合物總的物質(zhì)的量為12 mol所以達平衡時，右側(cè)反應需滿足：?
（6.5+a）+（x+2a）+（2.0-2a）=12 且2.0-2a＞0，a＞0，
即

x＞3.5-a 0＜a＜1

解之得，x＞2.5，?
故答案為：逆反應；2.5； 
（3）兩種情況下，反應到達平衡時反應混合物總的物質(zhì)的量為12mol，所以這兩種情況是在兩個不同溫度下達到化學平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以A物質(zhì)的量也不同．
故答案為：不相等；因為這兩種情況是在兩個不同溫度下達到化學平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以物質(zhì)的量也不同．

點評：本題考查化學平衡的計算，難度中等，關(guān)鍵在于確定右側(cè)反應到達平衡時反應混合物總的物質(zhì)的量．