Question

7．將2molH₂O和2molCO置于1L容器中，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，欲求混合氣體的平衡組成，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H₂O和H₂，或CO和CO₂（填分子式）．
（2）若平衡時O₂和CO₂的物質的量分別為amol和bmol，則平衡時H₂O的物質的量為（2-2a-b）mol （用含a、b的代數式表示）

Answer 1

分析 （1）兩個反應靠O₂聯系起來，只要知道O₂和另外任意一種氣體的平衡濃度，均可求出混合氣體的平衡組成；
（2）由方程式 2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g），計算平衡時反應消耗的n（O₂），進而計算反應2H₂O（g）?2H₂（g）+O₂（g）中生成O₂、消耗的水的物質的量，所以n（H₂O）_平=n（H₂O）_起始-n（H₂O）_消耗．

解答 解：（1）由兩個方程式可知，兩個反應靠O₂聯系起來，只要知道O₂和另外任意一種氣體的平衡濃度，均可求出混合氣體的平衡組成，當知道H₂O和H₂或CO和CO₂的平衡濃度時，由于兩個方程式無法通過O₂建立反應量的關系，所以無法求其混合氣體的平衡組成，因而不能是這兩組，故答案為：H₂O，H₂；CO，CO₂；
（2）因n（CO₂）_平=bmol，由方程式 2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g），可知平衡時反應消耗的O₂為$\frac{b}{2}$mol，則反應2H₂O（g）?2H₂（g）+O₂（g）中生成O₂的物質的量為（a+$\frac{b}{2}$）mol，消耗的水為2×（a+$\frac{b}{2}$）mol=（2a+b）mol，所以n（H₂O）_平=2mol-（2a+b）mol=（2-2a-b）mol，
故答案為：（2-2a-b）mol．

點評 本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，（1）為易錯點，注意分析兩個方程式的特點．