Question

在一個容積固定的反應器中，有一可左右滑動的密封隔板，兩側分別進行如圖所示的可逆反應．各物質的起始加入量如下：A、B和C均為4.0摩、D為6.5摩、F為2.0摩，設E為x摩．當x在一定范圍內變化時，均可以通過調節(jié)反應器的溫度，使兩側反應都達到平衡，并且隔板恰好處于反應器的正中位置．請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201202/48/e0a96f52.png" style="vertical-align:middle" />
（1）若x=4.5，則右側反應在起始時向

正反應

（填“正反應“或“逆反應“）方向進行．欲使起始反應維持向該方向進行，則x的最大取值應小于

7.0

．
（2）若x分別為4.5和5.0，則在這兩種情況下，當反應達平衡時，A的物質的量是否相等？

不相等

（填“相等“、“不相等“或“不能確定“）．其理由是：

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，所以物質的量也不同

．

Answer 1

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的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質的量為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的量，利用反應混和物總的物質的量為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）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的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質的量為12mol，x=4.5時右邊開始總的物質的量為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    
因左側反應混合物總的物質的量為12 mol所以達平衡時，右側反應需滿足：?
    （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）兩種情況下，反應到達平衡時反應混合物總的物質的量為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，所以物質的量也不同．

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