Question

(8分)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(g)＋O₂(g)　2CO(g)＋O₂(g) 2CO₂(g)

(1)當上述系統達到平衡時，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________。

(2)若平衡時O₂和CO₂的物質的量分別為n(O₂)_平＝amol，n(CO₂)_平＝b mol。試求n(H₂O)_平＝________。(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)在同一個反應容器中連續發生了兩個反應。只有H₂O(g)分解了，CO才能與O₂反應，兩反應相互制約，同時達到平衡。但第一個反應中H₂O與H₂與第二個反應無關，同樣CO和CO₂與第一個反應無關。(2)從原子守恒角度分析，由CO生成CO₂分子內增加的氧原子來源于H₂O，另外O₂中的氧原子也來源于H₂O。

因此，n(H₂O)_反應＝2n(O₂)_平＋2×＝(2a＋b)mol，

所以，n(H₂O)_平＝[2－(2a＋b)]mol。