如图: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4.0 mol,D为6.5 mo

如图: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4.0 mol,D为6.5 mo

题型:不详难度:来源:
如图: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4.0 mol,D为6.5 mol,F为2.0 mol,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,并且隔板恰好处于正中位置。请填写以下空白:

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。欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于______________。
(2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量_________(填“相等”“不相等”或“不能确定”)。其理由是_______________。
答案
(1)正反应  7.0 (2)不相等 两种情况是在两个不同温度下建立的化学平衡,平衡状态不同,所以物质的量也不相同
解析
(1)要使隔板处于反应器的中间位置,则隔板两边气体的体积必须相等,即气体的物质的量相等,由于左侧反应前后气体物质的量保持不变为12 mol,而右侧当x=4.5时,起始的物质的量之和为6.5 mol+4.5 mol+2 mol="13" mol>12 mol,反应需向物质的量减小的方向移动才可能等于12 mol,所以起始向正方向进行。若维持起始时向正方向进行,设达平衡时E的转化量为a mol,则由:
D(g)  +  2E(g)   2F(g)
起始:    6.5         2.0               0
转化:             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)。
因为a<x(E不可能完全转化),所以2(x-3.5)<x,即x<7.0。
(2)一定注意题中“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,并且隔板恰好处于正中位置”。而当x=4.5或5.0时,达到平衡的温度一定不同;而平衡条件不同,平衡时A的物质的量一定不同。
举一反三
加热N2O5,依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g)N2O(g)+O2(g),在1 L密闭容器中充入4 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2的平衡浓度为4.5 mol·L-1,N2O3的平衡浓度为1.62 mol·L-1,求N2O5和N2O的平衡浓度。
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在一个真空容器中盛有1 mol PCl5,加热到200 ℃时发生如下反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡后,PCl5的体积分数为M%,若在同一温度和同一容器中最初投入2 mol PCl5,反应达到平衡时,PCl5的体积分数为N%,则M和N的正确关系为(   )
A.M>NB.N>MC.M=ND.无法确定

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将相同物质的量的SO3充入下面的两个容器中,已知甲容器有活塞可以上下移动,乙容器体积固定,在相同的温度、压强下开始发生反应:2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),在反应过程中维持体系温度不变。
(1)求达到平衡状态时SO3气体的转化率的大小关系?
图2-2
(2)达到平衡状态时分别充入一定量的Ar气,平衡是否会移动?会怎样移动?
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在同温同压下,可逆反应:N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡时气体体积是最初体积的1.5倍,则平衡时N2O4的体积分数是多少?
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图2-5是表示:2X(g)+Y(s)Z(g)+R(g)(正反应放热)的气体反应速率(v)与时间(t)的关系,t1时开始改变条件,则所改变的条件符合曲线的是(   )

图2-5
A.减少Z的物质的量B.降低压强C.升高温度D.使用催化剂

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