Question

(8分)将2 mol H₂O和2 mol CO置于1 L容器中，在一定条件下加热至高温，发生如下可逆反应：
2H₂O(g)2H₂(g)＋O₂(g)　2CO(g)＋O₂(g)2CO₂(g)
(1)当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是________和________，或________和________。
(2)若平衡时O₂和CO₂的物质的量分别为n(O₂)_平＝a mol，n(CO₂)_平＝b mol。试求n(H₂O)_平＝________。(用含a、b的代数式表示)

Answer 1

(1)H₂O　H₂　CO　CO₂
(2)2－(2a＋b)mol

(1)在同一个反应容器中连续发生了两个反应。只有H₂O(g)分解了，CO才能与O₂反应，两反应相互制约，同时达到平衡。但第一个反应中H₂O与H₂与第二个反应无关，同样CO和CO₂与第一个反应无关。(2)从原子守恒角度分析，由CO生成CO₂分子内增加的氧原子来源于H₂O，另外O₂中的氧原子也来源于H₂O。
因此，n(H₂O)_反应＝2n(O₂)_平＋2×＝(2a＋b)mol，
所以，n(H₂O)_平＝[2－(2a＋b)]mol。