Question

如圖：在一個(gè)容積固定的反應(yīng)器中，有一可左右滑動(dòng)的密封隔板，兩側(cè)分別進(jìn)行如圖所示的可逆反應(yīng)。各物質(zhì)的起始加入量如下：A、B和C均為4.0 mol，D為6.5 mol，F(xiàn)為2.0 mol，設(shè)E為x mol。當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，均可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于正中位置。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白：

若x=4.5，則右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向____________（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行。欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則x的最大取值應(yīng)小于______________。

（2）若x分別為4.5和5.0，則在這兩種情況下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量_________（填“相等”“不相等”或“不能確定”）。其理由是_______________。

Answer 1

（1）正反應(yīng)  7.0  （2）不相等  兩種情況是在兩個(gè)不同溫度下建立的化學(xué)平衡，平衡狀態(tài)不同，所以物質(zhì)的量也不相同

解析:

（1）要使隔板處于反應(yīng)器的中間位置，則隔板兩邊氣體的體積必須相等，即氣體的物質(zhì)的量相等，由于左側(cè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量保持不變?yōu)?2 mol，而右側(cè)當(dāng)x=4.5時(shí)，起始的物質(zhì)的量之和為6.5 mol+4.5 mol+2 mol=13 mol＞12 mol，反應(yīng)需向物質(zhì)的量減小的方向移動(dòng)才可能等于12 mol，所以起始向正方向進(jìn)行。若維持起始時(shí)向正方向進(jìn)行，設(shè)達(dá)平衡時(shí)E的轉(zhuǎn)化量為a mol，則由：

          D（g）  +  2E（g）    2F（g）

起始：    6.5         2.0               0

轉(zhuǎn)化：              a                a

平衡：    6.5-      x-a                2.0+a

所以6.5-+x-a+2.0-a=12，解得a=2（x-3.5）。

因?yàn)閍＜x（E不可能完全轉(zhuǎn)化），所以2（x-3.5）＜x，即x＜7.0。

（2）一定注意題中“x在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，均可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于正中位置”。而當(dāng)x=4.5或5.0時(shí)，達(dá)到平衡的溫度一定不同；而平衡條件不同，平衡時(shí)A的物質(zhì)的量一定不同。