Question

將2 mol H₂O和2 mol CO置于1 L容器中，在一定條件下，加熱至高溫，發生如下可逆反應：

2H₂O(g)2H₂+O₂    2CO+O₂2CO₂

(1)當上述反應體系達到平衡時，欲求其混合氣體的平衡組成，則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度，但這兩種氣體不能同時是_____________和_____________，或_____________和_____________。(填分子式)

(2)若平衡時O₂和CO₂的物質的量分別為n_平(O₂)=a mol， n_平(CO₂)=b mol，試求n_平(H₂O)=(用含a、b的代數式表示)。

Answer 1

(1)H₂O  H₂  CO  CO₂  (2)(2-2a-b) mol

解析：(1)如果這兩種氣體是H₂O與H₂，知道了H₂的平衡濃度，也就知道了H₂O的平衡濃度，二者互相關聯，知道其一即可。

如果這兩種氣體是CO和CO₂，知道了CO₂的濃度，也就知道了反應的CO的濃度，同時CO的平衡濃度也就確定了，二者互相關聯，知道其一即可。

(2)利用元素守恒進行計算。

 

根據碳元素守恒，CO為(2-b)mol，再根據氧元素守恒計算出終態H₂O為[2+2-2a-2b-(2-b)]mol=(2-2a-b) mol。