Question

一個(gè)容積固定的反應(yīng)容器中，有一可以左右滑動(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、C 均為 4.0mol，D為 6.5mol，F(xiàn)為 2mol，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)器的溫度時(shí)兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）當(dāng)x=4.5時(shí)，則右側(cè)反應(yīng)起始時(shí)向

 

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

 

；
（2）x=3.0時(shí)，右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向

 

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

 

；
（3）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)到平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量

 

（填寫相等、不相等或不能確定），請(qǐng)解釋理由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）左右兩部分溫度、體積、壓強(qiáng)相同，平衡時(shí)，兩反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應(yīng)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(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，由此判斷右邊反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行；
令達(dá)平衡時(shí)E的消耗量為2a摩，求出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，利用反應(yīng)混和物總的物質(zhì)的量為12mol列出等式，再利用可逆反應(yīng)反應(yīng)物不能完全反應(yīng)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(gè)不同溫度下達(dá)到化學(xué)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(qiáng)相同，平衡時(shí)，兩反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應(yīng)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(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，x=4.5時(shí)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(yīng)向體積減小的方向進(jìn)行，即向正反應(yīng)方向進(jìn)行；
設(shè)達(dá)平衡時(shí)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(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為12 mol所以達(dá)平衡時(shí)，右側(cè)反應(yīng)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(yīng)；7.0；
 （2）左右兩部分溫度、體積、壓強(qiáng)相同，平衡時(shí)，兩反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量相同，左邊反應(yīng)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(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量為12mol，x=3.0時(shí)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(yīng)向體積增大的方向進(jìn)行，即向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；
設(shè)達(dá)平衡時(shí)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(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為12 mol所以達(dá)平衡時(shí)，右側(cè)反應(yīng)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(yīng)；2.5； 
（3）兩種情況下，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為12mol，所以這兩種情況是在兩個(gè)不同溫度下達(dá)到化學(xué)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?yàn)檫@兩種情況是在兩個(gè)不同溫度下達(dá)到化學(xué)平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以物質(zhì)的量也不同．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，難度中等，關(guān)鍵在于確定右側(cè)反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量．