题目内容
【题目】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+O2,2CO+O22CO2。
(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________。(填它们的分子式)
(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为:n平(O2)= a mol, n平(CO2)=bmol。试求n平(H2O)=________。(用含a、b的代数式表示)
【答案】(1)H2O H2 CO CO2
(2)(22ab)mol
【解析】(1)根据C、H元素守恒:n平(H2O)+n平(H2)= 2 mol; n平(CO)+n平(CO2)= 2 mol,显然n平(H2O)和n平(H2)或n平(CO)和n平(CO2),只要知道其中一个,另一个也就确定,同时知道两个是没有意义的。
(2)根据n平(O2)和n平(CO2)求n平(H2O)有以下两种方法:
① 三步法:第一步反应生成的O2的平衡量看做第二步反应的O2的起始量
2H2O(g)2H2+O2
起始量/mol :2 0 0
变化量/mol:x x 0.5x
平衡量/mol:2x x 0.5x
2CO + O2 2CO2
起始量/mol :2 0.5x 0
变化量/mol:y 0.5y y
平衡量/mol :2y 0.5x0.5y y
可得0.5x0.5y=a;y=b
解得:x=2a+b,n平(H2O)= 2x=(22ab)mol。
② 逐步逆推法:因为第二个反应的反应物O2是第一个反应的生成物,所以可以从第二个反应消耗O2的量逆推出第一个反应生成O2的量,进而推出第一个反应消耗的H2O的量。
第二个反应生成b mol CO2,说明第二个反应消耗0.5b mol的O2,所以第一个反应生成(a+0.5b)mol的O2,第一个反应消耗(2a+b)mol H2O,得n平(H2O)=(22ab)mol。
【题目】分析下表中三种气体物质的有关数据,下列说法不正确的是
物质 | 质量 | 体积 | ||
0℃,101kPa | 20℃,101kPa | 0℃,202kPa | ||
H2 | 2 | 22.4 | 24.0 | 11.2 |
O2 | 32 | 22.4 | 24.0 | 11.2 |
CO2 | 44 | 22.3 | 23.9 | 11.2 |
A. 物质的量相同的三种气体,在相同的条件下,其体积约相等
B. 相同的条件下,体积相同的三种气体,其质量不同
C. 相同的条件下,体积相同的三种气体,因其质量不同,故气体分子数目也不同
D. 质量相同的三种气体,在相同的条件下,其体积一定不同