Question

（10分計入總分）在一個容積固定的反應器中，有一可左右滑動的密封隔板，兩側分別進行如下圖的反應，各物質量起始加入量如下：M為2.5moL,N為3mol,P為0 mol。A、C、D各為0.5mol， B為Xmol，當X在一定范圍內變化時，均可以調節反應器的溫度，使兩側面反應達平衡，并且隔板剛處于中間位置。

若達平衡后，測得M的轉化率為75%，請讀寫下列空白。
①達平衡后，反應左室氣體總的物質的量為                 。
②若欲使右室V_正>V_逆，X的取值范圍是                      。
③若欲使右室反應V_逆>V_正，X的取值范圍是                  。

Answer 1

2.5mol      1<x<2      0.5<x<1

（1）左側反應是體積不變的可逆反應，所以氣體的總的物質的量還是2.5mol。
（2）由于隔板剛處于中間位置，所以兩側容器中氣體的物質的量應該是相同的，即右側也應該是2.5mol。由于右側反應是體積減小的可逆反應，所以若欲使右室V_正>V_逆，則0.5mol＋0.5mol＋0.5mol＋x＞2.5mol，解得x＞1.0mol。又因為當A完全轉化時，生成C和D分別是1mol和0.5mol，消耗B是2mol。所以必須滿足x－2mol＋1mol＋0.5mol＋0.5mol＋0.5mol＜2.5mol，解得x＜2mol，因此x的取值范圍是1<x<2。
（3）若欲使右室反應V_逆>V_正，則應滿足0.5mol＋0.5mol＋0.5mol＋x＜2.5mol，解得x＜1.0mol。同樣分析，當C完全轉化時，生成A和B分別是0.25mol和1mol，消耗D是0.25mol。所以必須滿足x＋1mol＋0.5mol＋0.25mol＋0.5mol－0.25mol＞2.5mol，解得x＞0.5mol，所以x的取值范圍是0.5<x<1。