Question

在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如下图的反应，各物质量起始加入量如下：M为2.5moL，N为3mol，P为0mol．A、C、D各为0.5mol，B为Xmol，当X在一定范围内变化时，均可以调节反应器的温度，使两侧面反应达平衡，并且隔板刚处于中间位置．

若达平衡后，测得M的转化率为75%，请读写下列空白．
①达平衡后，反应左室气体总的物质的量为

 

．
②若欲使右室V_正＞V_逆，X的取值范围是

 

．
③若欲使右室反应V_逆＞V_正，X的取值范围是

 

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Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：2M（g）+2N（s）=2P（g）反应是气体体积不变的反应，A（g）+4B（g）=2C（g）+D（g）反应是气体体积减小的反应，
①依据反应特征是气体体积不变的反应，起始量为M为2.5moL，N为3mol，P为0mol，N为固体，所以反应平衡前后气体物质的量不变；
②若欲使右室V_正＞V_逆，右边气体物质的量小于2，5分析计算，取值范围利用极值计算判断；
③依据反应平衡后挡板在中间，两边压强相同，所以右室起始量小于2.5mol，反应逆向进行是气体体积增大，达到平衡，依据极值反应计算分析判断．

解答： 解：①2M（g）+2N（s）=2P（g）反应是气体体积不变的反应，起始量为M为2.5moL，N为3mol，P为0mol，N为固体，所以反应平衡前后气体物质的量不变，所以达平衡后，反应左室气体总的物质的量为2.5mol，
故答案为：2.5mol；
②A（g）+4B（g）=2C（g）+D（g）反应是气体体积减小的反应，若欲使右室V_正＞V_逆，需要压强增大，平衡正向进行，起始量为：A、C、D各为0.5mol，B为Xmol，0.5+0.5+0.5+X＞2.5，X＞1，A（g）+4B（g）=2C（g）+D（g）反应，利用极值反应可知A全部转化需要B物质的量2mol，但反应是可逆反应，不能进行彻底，X的取值范围是1＜x＜2，
故答案为：1＜x＜2；    
 ③A（g）+4B（g）=2C（g）+D（g）反应是气体体积减小的反应，
若欲使右室反应V_逆＞V_正，反应逆向进行，左室压强不变，所以右室压强小于2.5，起始量为：A、C、D各为0.5mol，B为Xmol，则0.5+0.5+0.5+X＜2.5，得到X＜1，依据极值转化，若先逆向反应，则我们可知C占主导，依旧先设D的反应量为m mol，则生成A m mol，生成B 4m mol，反应C 2m mol；然后列方程：0.5+0.5+0.5+x+2m=2.5，2m=1-x；反应是可逆反应，所以任何物质的反应量都大于0且小于自身的投料量，所以0＜2m＜0.5，也就是0＜1-x＜0.5，解得0.5＜x＜1，
故答案为：0.5＜x＜1．

点评：本题考查了化学平衡的建立分析，容器特征的判断应用，反应特征和氧气变化是解题关键，题目难度中等．