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(cè)分別進行如圖所示的可逆反應。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E為x mol。當x在一定范圍內(nèi)變化時,均可通過調(diào)節(jié)反應器的溫度,使兩側(cè)反應都達到平衡,并且隔板恰好處于反應器正中位置。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?br />
(1)若x=4.5,則右側(cè)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,當反應平衡時,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________________。
(1)正反應;7.0。
  (2)不相等;因為這兩種情況是在兩種不同溫度下達到化學平衡,平衡狀態(tài)不同,所以物質(zhì)的量也不同。
題中給出一個容積固定的反應器,雖然中間有一個移動隔板,但題中要求隔板處于反應器的正中位置,也就是要求反應容器左右兩側(cè)反應的物質(zhì)的量始終相等。要滿足這一條件,①可通過投入E的物質(zhì)的量即x值的大小來控制;②可通過溫度的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。
  (1)反應器左側(cè)的反應為一個反應前后總體積不變化的反應,總物質(zhì)的量始終為nA+nB+nC=4mol+4mol+4mol=12mol,這就要求反應器右側(cè)也必須始終保持總的物質(zhì)的量也為12mol。當x=4.5時,右側(cè)反應在起始時總的物質(zhì)的量為6.5mol+4.5mol+2mol=13mol,大于12mol,此時反應向總體積縮小的方向移動,即向正反應方向進行。由于右側(cè)的正反應是一個體積縮小的反應,E物質(zhì)參與反應的越多,體積縮小的越多。用極限法,假設投入的E物質(zhì)全部反應,即E的最大投入量,也就是x的最大取值,則
         D(g)。 2E(g)    2F(g)
  n(mol)   6.5     x        2.0
  n(mol)  6.5-    0       2.0+x
  因左側(cè)反應混合物總的物質(zhì)的量為12mol,所以達平衡時,右側(cè)反應需滿足:
  6.5-+0+2.0+x=12,x=7
  (2)若x分別為4.5和5.0這兩種情況時,要滿足題中移動隔板恰好處于反應器正中位置的要求,即反應器右側(cè)在z值不同時還始終保持總物質(zhì)的量為12mol,只有通過條件①即調(diào)節(jié)溫度來實現(xiàn)。也就是說當x的取值在4.5和5.0這兩種情況下,當隔板恰處中間位置時的溫度是不相同的。再來分析反應器的左側(cè)。由右側(cè)的條件決定x的數(shù)值不同,溫度不同,在不同的溫度下平衡狀態(tài)不同,各物質(zhì)的量也就不同。故A的物質(zhì)的量在這兩種情況下也不相等。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

在一固定容積的密閉容器中,進行如下化學反應:
CO2(g)+ H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H =" Q" kJ·mol1
其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下:
t℃
700
800
850
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
請回答:
(1)上述反應中Q        0 (選填“>”或“<”)
(2)能判斷該反應已達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是          。
(a) 容器中壓強不變           (b) 反應熱△H不變
(c) (H2)=(CO)      (d) CO2的質(zhì)量分數(shù)不變
(3)溫度為850℃時,可逆反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在固定容積的密閉容器中進行,容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下表:
850℃時物質(zhì)濃度(mol/L)的變化
時間(min )
CO
H2O
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
C1
C2
C3
C3
4
C1
C2
C3
C3
5
0.116
0.216
0.084
 
6
0.096
0.266
0.104
 
①計算:3min時(CO的濃度)c1=_     _mol/L,H2O(g)的轉(zhuǎn)化率=         。
②反應在4min—5min之間,平衡向逆方向移動,可能的原因是         (單選),
表中5min—6min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是           (單選)。
a.增加水蒸氣    b.降低溫度      c.使用催化劑    d.增加氫氣濃度

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

在2 L的密閉容器中進行反應3H2+N2 2NH3,經(jīng)過一段時間后,NH3的物質(zhì)的量增加0.8 mol,在這段時間內(nèi)用N2表示的反應速率為0.01 mol·L-1·s-1。則這段時間為(   )
A.10 sB.20 s
C.30 sD.40 s

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

某反應A+2B2C達到平衡時,增大壓強,C的量減少,則下列結(jié)論符合該平衡的是(   )
A.A、B、C都是氣體              B.A、B、C都是固體
C.B、C是氣體,A是固體         D.A、C是氣體,B是固體

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

把Ca(OH)2放入一定量的蒸餾水中,一定溫度下達到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-。當向懸濁液中加入少量生石灰后,若溫度保持不變,下列判斷正確的是(   )
A.溶液中Ca2+的濃度增大B.溶液中Ca2+的濃度減小
C.溶液中pH不變D.溶液中pH增大

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

一定條件下,在密閉容器里進行如下可逆反應:
S2Cl2(橙黃色液體)+Cl2(氣) 2SCl2(鮮紅色液體);△H=+61.16kJ。
下列說法正確的是(  )
A.單位時間里生成n mol S2Cl2的同時也生成n molCl2
B.達到平衡時,若升高溫度,壓強不變,反應混合溶液顏色變淺
C.達到平衡時,單位時間里消耗n mol S2Cl2的同時也生成n molCl2
D.加入氯氣,平衡向正反應方向移動,氯氣的轉(zhuǎn)化率一定升高

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

在一定溫度下將100mLN,H混合氣充入密閉恒壓容器內(nèi),發(fā)生反應達到平衡時維持溫度不變,測得混合氣的密度是反應前密度的1.25倍,平均分子量為15.5。求平衡時N的轉(zhuǎn)化率;N,H兩種氣體開始時各為多少毫升?

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題




A.增大了X或Y的濃度
B.使用了催化劑
C.增大了體系壓強
D.升高了該反應的溫度

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

某體積可變的密閉容器,盛有適量A和B的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應:A+3B2C,若維持溫度和壓強不變,當達到平衡時,容器的體積為VL,其中C氣體的體積分數(shù)為10%,下列推斷正確的是(   )
①原混合氣體的體積為1.2V L               ②原混合氣體的體積為1.1V L
③反應達到平衡時氣體A消耗掉0.05V L      ④反應達到平衡時氣體B消耗掉0.05V L
A.②③B.②④C.①③D.①④

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