在一个容积不变的反应器中,要求调节体系的温度使下列反应达到平衡时,保持容器内气体的总物质的量为12 mol。
已知反应A(g)+2B(g)2C(g),现向容器中加入6.5 mol A、x mol B、2.0 mol C。
(1)若x=5.5时,需要降低体系的温度使反应在平衡时达到题设条件,则正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)欲使起始反应维持向逆反应方向进行,则x的取值范围为_________。
(3)在一定温度下的上述平衡体系中,另按1∶2 的物质的量之比通入D和E两种气体(此时容器内气体的总物质的量不要求保持12 mol),按下式反应:D(g)+E(g)2F(g),当反应达到平衡时,D在这三种物质中的体积分数为p%。若向容器中投入m mol D\,n mol F和一定量的E,在这三种物质新的平衡体系中,D的体积分数仍为p%。则投入E的物质的量为________mol(设A、B、C与D、E、F之间均不反应)。
(1)放热(2)2.5<x<3.5
(3)2m+
(1) A(g) + 2B(g)2C(g)
起始/mol 6.5 x 2
平衡n总="12" mol
当x=5.5时,6.5+5.5+2=13>12,降温使平衡向右移动,使n总="12" mol,故正反应为放热反应。
(2)若维持反应向逆反应方向进行,则有:
6.5+x+2<12,所以x<3.5。
设C转化了a mol则:
A(g) + 2B(g)2C(g)
起始6.5 x 2
平衡6.5+ x+a 2-a
所以x>2.5
故x的取值范围是2.5<x<3.5。
(3)另有反应:D(g) + E(g)2F(g)
起始: m n(E) n
新平衡:(m+)∶[n(E)+
]=1∶2。
由于是等体积反应,保持(m+)∶[n(E)+
]=1∶2即可,n(E)=2m+
。