Question

如圖：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 mol，D為6.5 mol，F(xiàn)為2.0 mol，設E為x mol。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，并且隔板恰好處于正中位置。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?br />
若x=4.5，則右側反應在起始時向____________（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______________。
（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_________（填“相等”“不相等”或“不能確定”）。其理由是_______________。

Answer 1

（1）正反應  7.0 （2）不相等 兩種情況是在兩個不同溫度下建立的化學平衡，平衡狀態(tài)不同，所以物質的量也不相同

（1）要使隔板處于反應器的中間位置，則隔板兩邊氣體的體積必須相等，即氣體的物質的量相等，由于左側反應前后氣體物質的量保持不變?yōu)?2 mol，而右側當x=4.5時，起始的物質的量之和為6.5 mol+4.5 mol+2 mol="13" mol＞12 mol，反應需向物質的量減小的方向移動才可能等于12 mol，所以起始向正方向進行。若維持起始時向正方向進行，設達平衡時E的轉化量為a mol，則由：
D（g）  +  2E（g）   2F（g）
起始：    6.5         2.0               0
轉化：             a                a
平衡：    6.5-      x-a                2.0+a
所以6.5-+x-a+2.0-a=12，解得a=2（x-3.5）。
因為a＜x（E不可能完全轉化），所以2（x-3.5）＜x，即x＜7.0。
（2）一定注意題中“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，并且隔板恰好處于正中位置”。而當x=4.5或5.0時，達到平衡的溫度一定不同；而平衡條件不同，平衡時A的物質的量一定不同。