Question

在一個(gè)容積固定的反應(yīng)器中，有一個(gè)可左右滑動(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和C均為：4.0mol，D為6.5mol，F(xiàn)為2.0mol，設(shè)E為xmol．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，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于正中位置．

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(1)若x=4.5，則右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行．欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則x的最大取值應(yīng)小于________．

(2)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)平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量是否相等？________(填“相等”、“不相等”或“不能確定”)．其理由是_________________________________．

Answer 1

答案：略
解析：

(1)正反應(yīng),7.0 (2)不相等在這兩種情況下溫度不同，達(dá)到的平衡不是相同的平衡狀態(tài)

提示：

本題考查化學(xué)平衡及其移動(dòng)的有關(guān)概念，解此題目要求有較高的思維能力． 　　首先，要通過(guò)閱讀領(lǐng)會(huì)題意．要正確理解本題的意思，特別是弄清進(jìn)行反應(yīng)的條件很不容易，原因是題目對(duì)于反應(yīng)的條件，沒(méi)有說(shuō)得很明白． 　　(1)題中給出了反應(yīng)的容器，給出了隔板兩邊氣體物質(zhì)A、B、C、D、F的物質(zhì)的量，對(duì)于(1)小題來(lái)說(shuō)，也給出了E的物質(zhì)的量(4.5mol)．要求隔板兩邊的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，隔板處于正中位置．問(wèn)右側(cè)的反應(yīng)在起始時(shí)向哪個(gè)方向進(jìn)行？從左側(cè)的反應(yīng)來(lái)看，反應(yīng)物與生成物中氣體的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)無(wú)論怎么進(jìn)行其氣體總體積不變化；右側(cè)的反應(yīng)則是反應(yīng)物氣體總體積大于生成物氣體總體積．左側(cè)反應(yīng)的氣體物質(zhì)總量為12mol，而且無(wú)論反應(yīng)怎么進(jìn)行都是12mol右側(cè)起始時(shí)氣體物質(zhì)的總量為6.5＋2.0＋4.5=13mol．假如隔板左、右兩邊的反應(yīng)溫度相同，那么只有當(dāng)右邊的反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，使其氣體總物質(zhì)的量減小到12mol時(shí)，隔板才能處于中間位置．如果隔板兩邊反應(yīng)溫度不同，反應(yīng)是在同壓不同溫的條件下進(jìn)行，那么，右側(cè)反應(yīng)的方向就無(wú)法確定了．由以上分析可知，兩側(cè)的反應(yīng)必須是在同溫同壓下進(jìn)行的(題目的條件指明了同壓，但是否同溫，沒(méi)有說(shuō)得很清楚)．(1)小題的第一個(gè)空的答案應(yīng)是向正反應(yīng)方向進(jìn)行． 　　欲使右側(cè)的反應(yīng)維持向正反應(yīng)方向進(jìn)行，x應(yīng)該有一個(gè)最小值．這個(gè)最小值應(yīng)該使起始時(shí)右側(cè)的總的物質(zhì)的量大于12(如小于12，則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行)．即；6.5＋2.0＋x＞12則x＞3.5． 　　至于x的最大值，應(yīng)該保證右側(cè)的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的量之和等于12．如果x的值大于某個(gè)數(shù)值以后，無(wú)論反應(yīng)怎樣向正反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡時(shí)總物質(zhì)的量都可能大于12． 　　設(shè)平衡時(shí)消耗D的物質(zhì)的量為a． 　　∴(6.5－a)＋(x－2a)＋2＋2a=12 　　解得：x=3.5＋a　　① 　　達(dá)到平衡時(shí)，E的物質(zhì)的量不能為零． 　　∴x－2a＞0　　② 　　解①和②組成的不等式組得：x＜7.0． 　　(2)從以上分析可知，當(dāng)3.5＜x＜7.0時(shí)，右側(cè)的反應(yīng)可以在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，總的物質(zhì)的量為12mol．因此，x分別取4.5和5.0時(shí)，都可能在一定條件下達(dá)到平衡，且平衡時(shí)右側(cè)的總物質(zhì)的量為12．但是，起始時(shí)E的物質(zhì)的量不同，而平衡時(shí)總的物質(zhì)的量相同，說(shuō)明這兩種條件下達(dá)平衡時(shí)溫度是不相同的．左邊的反應(yīng)如前面的分析，與右邊的反應(yīng)是在同溫同壓下進(jìn)行的．既然右邊的反應(yīng)在x分別取4.5和5.0時(shí)，達(dá)平衡時(shí)的反應(yīng)溫度不同，那么左邊反應(yīng)達(dá)平衡的溫度也必然不同．因此A舶物質(zhì)的量在這兩種情況下必然不相等．所以(2)的答案是，當(dāng)x分別取4.5和5.0這兩種情況下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量不相等，其理由是在這兩種情況下溫度不同，達(dá)到的平衡不是相同的平衡狀態(tài)．