Question

20．在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H₂（g）+Br₂（g）?2HBr（g），已知加入1mol H₂和2mol Br₂达到平衡后，生成了a mol HBr．在相同条件下，若起始时加入的H₂、Br₂、HBr分别为x mol、y mol、z mol（均不为0）且保持平衡时，各组分百分含量都不变．以下推断中一定正确的是（　　）
①x，y，z应满足的关系为：4x+z=2y
②达到平衡时HBr的物质的量为（x+y+z）/3amol
③达到平衡时HBr的物质的量为a mol
④x、y、z应满足的关系为x+y=z

• A． ①②
• B． ②③
• C． ③④
• D． ①②③

Answer 1

分析 反应H₂（g）+Br₂（g）?2HBr（g）中，反应方程式两边气体的体积不变，压强不影响化学平衡，只要加入的各物质按照化学计量数完全转化成反应物氢气和溴，满足n（H₂）：n（Br₂）=1mol：2mol=1：2，就属于等效平衡，反应体系中各组分的含量一定相等，据此对各选项进行判断．

解答 解：在容器中充入1molH₂和2molBr₂达到平衡后生成amolHBr．在相同条件下，若起始时加入H₂、Br₂、HBr分别为xmol、ymol、zmol（均不为0），达到平衡时，各组分百分含量和前一平衡相同，则建立的是等效平衡；由于该反应是气体体积不变的反应，将所有量按照反应转化成氢气和溴，只要满足n（H₂）：n（Br₂）=1mol：2mol=1：2即可，
①根据极限转化的思想，将zmol的HBr极限转化为反应物，要实现等效平衡的建立，则相当于的投料符合：氢气：x+$\frac{z}{2}$=1，溴单质：y+$\frac{z}{2}$=2，整理得到：4x+z=2y，故①正确；
②反应两边气体的体积不变，在容器中充入1molH₂和2molBr₂达到平衡后气体的物质的量还是3mol，则溴化氢的百分含量为$\frac{a}{3}$，加入H₂、Br₂、HBr分别为xmol、ymol、zmol（均不为0），达到平衡时两个平衡中溴化氢的百分含量相等，设达到平衡时HBr物质的量为X，则$\frac{X}{x+y+z}$=$\frac{a}{3}$，所以X=（$\frac{x+y+z}{3}$）amol，即达到平衡时HBr物质的量为（$\frac{x+y+z}{3}$）amol，故②正确；
③根据②的分析可知，达到平衡时溴化氢的物质的量为：（$\frac{x+y+z}{3}$）amol，x+y+z不一定等于3，故③错误；
④根据①可知，4x+z=2y，所以x+y不一定等于z，故④错误；
根据分析可知，正确的为①②，
故选A．

点评 本题考查了化学平衡的计算与判断，题目难度中等，注意掌握等效平衡的判断方法及满足条件，明确恒温恒容与恒温恒压条件下的等效平衡的区别，试题有利于培养学生的逻辑推理能力及灵活运用基础知识的能力．