Question

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(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)H₂和H₂O，或CO和CO₂
(2)2－2a－b

(1)在同一反应容器连续发生了两个反应。只有H₂O(g)分解了，CO才能被O₂氧化。两反应相互制约，同时达到平衡。但第一反应中H₂O和H₂与第二个反应无关，同样第二个反应中CO和CO₂的浓度与第一个反应无关。(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H₂O，另外O₂中的氧也来源于H₂O。因此,n(H₂O)_反应=2n(O₂)＋n(CO₂)=(2a＋b) mol。所以n(H₂O)_平=［2－(2a＋b)］ mol。