Question

(7分)在一個(gè)密閉容器中，有一個(gè)左右可滑動(dòng)隔板，兩邊分別進(jìn)行可逆反應(yīng)，各物質(zhì)的量如下：M、N、P為2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各為0.50mol，B的物質(zhì)的量為x，當(dāng)x的物質(zhì)的量在一定范圍內(nèi)變化，均可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)均達(dá)到平衡，且隔板在反應(yīng)器的正中位置。達(dá)到平衡后，測(cè)得M的轉(zhuǎn)化率為75%，填寫(xiě)空白：

（1）達(dá)到平衡后，反應(yīng)器左室氣體總的物質(zhì)的量為              mol。
（2）若要使右室反應(yīng)開(kāi)始時(shí)V_正>V_逆，x的取值范圍                  。
（3）若要使右室反應(yīng)開(kāi)始時(shí)V_正<V_逆，x的取值范圍                  。

Answer 1

（1）3.5mol （1分）   （2）2.0<x<3.0 （3分）    （3）1.5<x<2.0（3分）

解析試題分析：（1）方法一：在左室反應(yīng)2M(g)+3N(s)2P(g)中，開(kāi)始時(shí)，M、N、P為2.5mol、3.0mol、1.0mol。達(dá)到平衡后，測(cè)得M的轉(zhuǎn)化率為75%，則平衡時(shí)M：2.5mol×25%=0.625mol；P: 2.5mol×75%+1.0mol=2.875mol.所以氣體的總物質(zhì)的量是2.875mol+0.625mol=3.5mol。方法二：由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以達(dá)到平衡時(shí)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)氣體的物質(zhì)的量相等，因此平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量是2.5mol+1.0mol=3.5mol。（2）若要使右室反應(yīng)開(kāi)始時(shí)V_正>V_逆，且隔板在反應(yīng)器的正中位置x的取值范圍是0.50mol×3+x>3.50mol;x>2mol；若反應(yīng)是完全從正反應(yīng)方向開(kāi)始的，C、D的物質(zhì)不是加入的，認(rèn)為是反應(yīng)消耗A、B生成的，則根據(jù)反應(yīng)方程式中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知，會(huì)消耗B物質(zhì)1mol,則B的最大物質(zhì)的量是2+1=3mol,故若要使右室反應(yīng)開(kāi)始時(shí)V_正>V_逆，x的取值范圍是2.0mol<x<3.0mol。（3）若要使右室反應(yīng)開(kāi)始時(shí)V_正<V_逆，即反應(yīng)逆向進(jìn)行，由于平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量是3.50mol, 0.50mol×3+x≤3.50mol;所以x最大值是2.0mol,若使反應(yīng)逆向進(jìn)行，反應(yīng)是逆向開(kāi)始的，則每反應(yīng)消耗2mol的C和1mol的D，有1mol的A產(chǎn)生，4mol的B產(chǎn)生，就會(huì)現(xiàn)在產(chǎn)生0.50mol的A，則消耗C的物質(zhì)的量是0.50mol,消耗D是0.250mol ，產(chǎn)生A 0.250mol,產(chǎn)生B1mol；還有D0.250mol則x+0.750mol+1mol+0.25=3.50mol,解得x=1.50mol。因此開(kāi)始時(shí)B的物質(zhì)的量是2mol-1mol=1mol,故相應(yīng)的B的取值范圍是1.5<x<2.0。
考點(diǎn)：考查物質(zhì)的量對(duì)可逆反應(yīng)平衡的影響的知識(shí)。