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摩、D为6.5摩、F为2.0摩,设E为x摩.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,并且隔板恰好处于反应器的正中位置.请填写以下空白:
(1)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的物质的量是否相等?______(填“相等“、“不相等“或“不能确定“).其理由是:______.
(1)左右两部分温度、体积、压强相同,平衡时,两反应混合气体的总的物质的量相同,左边反应前后气体体积不变,平衡后混合气体的总的物质的量为4.0mol×3=12mol,所以右边平衡时混合气体的总的物质的量为12mol,x=4.5时右边开始总的物质的量为6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol,大于12mol,所以反应向体积减小的方向进行,即向正反应方向进行;
设达平衡时E的消耗量为2a mol.
D+2E⇌2F,
起始(mol):6.5 x 2.0
变化(mol):a 2a 2a
平衡(mol):6.5-a x-2a 2.0+2a
因左侧反应混合物总的物质的量为12 mol所以达平衡时,右侧反应需满足:
(6.5-a)+(x-2a)+(2.0+2a)=12 且 x-2a>0
即x=3.5+a x>2a
解之得,x<7.0
故答案为:正反应;7.0;
(2)两种情况下,反应到达平衡时反应混合物总的物质的量为12mol,所以这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以A物质的量也不同.
故答案为:不相等;因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以物质的量也不同.