Question

在一個密閉容器中，有一個左右可滑動隔板，兩邊分別進行可逆反應，各物質的量如下：M、N、P為2.5mol、3.0mol、1.0mol．A、C、D各為0.50mol，B的物質的量為x，當x的物質的量在一定范圍內變化，均可以通過調節反應器的溫度，使兩側反應均達到平衡，且隔板在反應器的正中位置．達到平衡后，測得M的轉化率為75%，填寫空白：

（1）達到平衡后，反應器左室氣體總的物質的量為

 

mol．
（2）若要使右室反應開始時V_正＞V_逆，x的取值范圍

 

．
（3）若要使右室反應開始時V_正＜V_逆，x的取值范圍

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）左室中的反應中，N為固體，反應恰好氣體的體積不變，據此判斷達到平衡時左室中氣體的物質的量；
（2）要使右室反應開始時V_正＞V_逆，平衡向著正向移動，正反應是體積縮小的反應，達到平衡時B的物質的量越大，則x值最�。划擜接近完全反應時B的物質的量變化最大，且剩余的氣體為B時，B的物質的量最大，據此計算出x的范圍；
（3）反應A（g）+4B（g）?2C（g）+D（g）的逆反應為體積增大的反應，最初加入的物質為3.5mol，平衡基本不移動，各物質的物質的量除了A、C、D的物質的量各0.5mol以外，剩余全部為B，此時B的物質的量最大，增大值為：3.5mol-0.5mol×3=2mol；當0.5molC接近完全反應時，B的物質的量最小，據此計算出x的范圍．

解答： 解：（1）左室中的可逆反應中，反應前后氣體的體積不變，則達到平衡時氣體的總物質的量不變，反應前M為2.5mol、P為1mol，總物質的量為：2.5mol+1mol=3.5mol，則達到平衡時氣體的物質的量也是3.5mol，
故答案為：3.5；
（2）達到平衡時左右可滑動隔板處于中間，說明達到平衡時左室和右室氣體的總物質的量相等，都是3.5mol，右室中的反應為氣體體積縮小的反應，當反應A（g）+4B（g）?2C（g）+D（g）中最初加入的四種物質的物質的量為3.5mol，且平衡不移動時，B的物質的量最小，若滿足V_正＞V_逆，則B的物質的量大于：3.5mol-0.5mol×3=2；
當達到平衡時氣體全部為C、D時，B的物質的量最大，根據反應A（g）+4B（g）?2C（g）+D（g），0.5molA完全反應消耗2molB，同時生成1molC、0.5molC，此時C的總物質的量為1mol+0.5mol=1.5mol，D的物質的量為0.5mol+0.5mol=1mol，總物質的量為：1.5mol+1mol=2.5mol，剩余的3.5-2.5mol=1mol為B時，B的物質的量最大，所以B的物質的量最大為：2mol+1mol=3mol，所以x是范圍為：2.0＜x＜3.0，
故答案為：2.0＜x＜3.0；    
（3）達到平衡時左右可滑動隔板處于中間，說明達到平衡時左室和右室氣體的總物質的量相等，都為3.5mol，右室中的逆反應為體積增大的反應，當反應A（g）+4B（g）?2C（g）+D（g）中最初加入的四種物質的物質的量為3.5mol，且平衡不移動，B的物質的量最大，若滿足V_正＜V_逆，則B的物質的量小于：3.5mol-0.5mol×3=2；
當達到平衡時氣體全部為A、B時，B的物質的量最小，根據反應A（g）+4B（g）?2C（g）+D（g），0.5molC完全反應生成1molB，此時B的物質的量為：1mol+0.5mol，由于V_正＜V_逆，平衡向著逆向移動，則B的物質的量一定大于1.5mol，所以x是范圍為：1.5＜x＜2.0，
故答案為：1.5＜x＜2.0．

點評：本題考查了化學平衡的計算、化學平衡的影響因素，題目難度較大，注意掌握有關化學平衡的計算方法，（2）（3）為難點，注意明確討論x的范圍的方法．