Question

(7分)在一个密闭容器中，有一个左右可滑动隔板，两边分别进行可逆反应，各物质的量如下：M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol，B的物质的量为x，当x的物质的量在一定范围内变化，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应均达到平衡，且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后，测得M的转化率为75%，填写空白：

（1）达到平衡后，反应器左室气体总的物质的量为              mol。
（2）若要使右室反应开始时V_正>V_逆，x的取值范围                  。
（3）若要使右室反应开始时V_正<V_逆，x的取值范围                  。

Answer 1

（1）3.5mol （1分）   （2）2.0<x<3.0 （3分）    （3）1.5<x<2.0（3分）

解析试题分析：（1）方法一：在左室反应2M(g)+3N(s)2P(g)中，开始时，M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。达到平衡后，测得M的转化率为75%，则平衡时M：2.5mol×25%=0.625mol；P: 2.5mol×75%+1.0mol=2.875mol.所以气体的总物质的量是2.875mol+0.625mol=3.5mol。方法二：由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以达到平衡时与反应开始时气体的物质的量相等，因此平衡时气体的物质的量是2.5mol+1.0mol=3.5mol。（2）若要使右室反应开始时V_正>V_逆，且隔板在反应器的正中位置x的取值范围是0.50mol×3+x>3.50mol;x>2mol；若反应是完全从正反应方向开始的，C、D的物质不是加入的，认为是反应消耗A、B生成的，则根据反应方程式中各种物质的物质的量的关系可知，会消耗B物质1mol,则B的最大物质的量是2+1=3mol,故若要使右室反应开始时V_正>V_逆，x的取值范围是2.0mol<x<3.0mol。（3）若要使右室反应开始时V_正<V_逆，即反应逆向进行，由于平衡时气体的物质的量是3.50mol, 0.50mol×3+x≤3.50mol;所以x最大值是2.0mol,若使反应逆向进行，反应是逆向开始的，则每反应消耗2mol的C和1mol的D，有1mol的A产生，4mol的B产生，就会现在产生0.50mol的A，则消耗C的物质的量是0.50mol,消耗D是0.250mol ，产生A 0.250mol,产生B1mol；还有D0.250mol则x+0.750mol+1mol+0.25=3.50mol,解得x=1.50mol。因此开始时B的物质的量是2mol-1mol=1mol,故相应的B的取值范围是1.5<x<2.0。
考点：考查物质的量对可逆反应平衡的影响的知识。