题目内容

在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应,各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0mol、D为6.5mol、F为2.0mol,设E为x mol,当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置,请填写以下空白.

(1)若x=4.5,则右侧反应在起始时向
 
(填“正反应”或“逆反应”)方向进行,要使起始反应维持向该方向进行,则x的取值范围
 
.
(2)若x=4.5和5.0,则在这种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等?
 
(填“相等”、“不相等”或“不能确定”),其理由是
 
.
考点:化学平衡的影响因素,等效平衡
专题:化学平衡专题
分析:(1)左右两部分温度、体积、压强相同,平衡时,两反应混合气体的总的物质的量相同,左边反应前后气体体积不变,平衡后混合气体的总的物质的量为4.0mol×3=12mol,所以右边平衡时混合气体的总的物质的量为12mol,由此判断右边反应向哪个方向进行;
令达平衡时E的消耗量为2amol,求出平衡时各组分的物质的量,利用反应混和物总的物质的量为12mol列出等式,再利用可逆反应反应物不能完全反应列不等式,联立求解;
(2)这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以A的物质的量也不同.
解答: 解:(1)左右两部分温度、体积、压强相同,平衡时,两反应混合气体的总的物质的量相同,左边反应前后气体体积不变,平衡后混合气体的总的物质的量为4.0mol×3=12mol,所以右边平衡时混合气体的总的物质的量为12mol,x=4.5时右边开始总的物质的量为6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol,大于12mol,所以反应向体积减小的方向进行,即向正反应方向进行;
设达平衡时E的消耗量为2a mol.
             D+?2E?2F,
起始(mol):6.5  x   2.0
变化(mol):a    2a  2a
平衡(mol):6.5-a x-2a 2.0+2a
因左侧反应混合物总的物质的量为12 mol所以达平衡时,右侧反应需满足:?(6.5-a)+(x-2a)+(2.0+2a)=12 且 x-2a>0,即
x=3.5+a
x>2a
,解之得,3.5<x<7.0,
故答案为:正反应;3.5<x<7.0;
 (2)两种情况下,反应到达平衡时反应混合物总的物质的量为12mol,所以这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以A物质的量也不同.
故答案为:不相等;因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以物质的量也不同.
点评:本题考查化学平衡的计算,难度中等,关键在于确定右侧反应到达平衡时反应混合物总的物质的量.
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