Question

在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：

    H₂（g）＋Br₂（g）＝2HBr（g）已知加入1molH₂和2molBr₂时，达到平衡后生成 a mol HBr（见下表“已知”项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的质量分数不变，对下列编号（1）～（3）的状态，请填写表中空白：

编号	起始状态			平衡时HBr的物质的量（mol）
	H2	Br2	HBr
已知	1	2	0	a
（1）	2	4	0
（2）			1	0.5a
（3）	m

Answer 1

编号	起如状态			平衡时HBr的物质的量（mol）
	H2	Br2	HBr
已知	1	2	0	a
（1）	2	4	0	2a
（2）	0	0.5	1	0.5a
（3）	m		2(n-2m)	(n-m)a

解析:

在分析中要注意到题设情景：（1）容器体积固定；

（2）反应H₂（g）＋Br₂（g）2HBr（g）是一个气体体积不变的反应（压强将不影响平衡）；（3）编号（1）～（3）和已知状态达到相同的平衡状态（各组分的质量分数不变）；（4）达平衡时HBr在混合气中的含量为a／3（由已知状态推导）。这样对于编号（1）起始状态相对于已知情况相当于压强增大一倍。因此平衡不移动，达平衡时HBr的量可以由：

（反应前、后气体总量不变）得：x＝2a

    对于编号（2），可以先由平衡时HBr的含量不变，设体系中总的物质的量为y，则：

                y＝1．5（mol）

再结合等效代换（按方程式系数关系），相当于HBr起始为O时，H₂、Br₂各为O.5mol，这样，为满足气体物质的总量为1．5mol和当起始HBr为O，H₂：Br₂＝1：2（已知起始状态）只能是H₂为O（O．5－O．5＝O），Br₂为O．5mol（1－O．5＝O．5）。

    编号（3），先设HBr起始量为x，平衡量为y，通过等效代换转换为如下状态：

    H₂为m＋O．5x，Br₂为n＋O．5x，HBr为0，此时,x＝ 2（n-2m）

      混合气总物质的量：m＋n＋2（n—2m）＝3（n-m）

平衡混合气中HBr含量：       y=a(n-m)

   本题考查对题设情景的阅读理解，对隐含信息（反应特点与反应条件）的挖掘。这是解答本题的关键。除此本题还特别考查了由题给具体情况（各种状态）统摄归纳成一般规律的能力。题给的3种状态及设问要求，一个比一个思维层次高梯度十分明显，层次十分清楚，测试结果也是这样。

    有关化学平衡的理论分析题，在总复习中可以对初态与平衡态间的物料关系作如下归纳

        （1）      2A     ＋   B      2C     总量（有变化）

        初态       C₁          C₂         O      C₁＋C₂

      平衡态     C₁—2X        C₂-X       2X     C₁＋C₂－x

        （2）      A      ＋   B      2C     总量（不变）

        初态       C₁          C₂         0      C₁+C₂

      平衡态     C₁—x        C₂-x       2x     C₁＋C₂

    相应以此关系为依据的题，只有两类。如恒温恒压下

       （1）     2A       ＋   B         2C    （总量有变化）

        初态（mol）       ①   O.2O         0.10      O

                          ②   O            O       O.2O

                          ③   0.30          0.10      0

                          ④   O.10          0       0.20     

      （2）               A（g）＋ B（g）    2C（g）（总量不变）

        初态（mol）       ①   0.20      0.20      0

                          ②   0         0        0.40

                          ③   0.40      0.20      0

                          ④   0.20      0        0. 40

上述两个反应的①、②初态过平衡对，A、B、C的平衡物质的量相等，且初态反应物的物质的量之比和方程式中各物质系数比相匹配。③、④两种状态达平衡时，A、B的平衡物质的量相同，但其初态反应物的物质的量之比和化学方程式中各物质系数不匹配。由此可延伸出多种试题，本题就是属于反应（2）（总量不变）中的③、④状况。（综合应用，较难）