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___________。(填它們的分子式)
(2)若平衡時O₂和CO₂的物質的量分別為n(O₂)_平=a mol，n(CO₂)_平=b mol。試求n(H₂O)_平="______" 。(用含a、b的代數式表示)

Answer 1

(1)H₂和H₂O，或CO和CO₂
(2)2－2a－b

(1)在同一反應容器連續發生了兩個反應。只有H₂O(g)分解了，CO才能被O₂氧化。兩反應相互制約，同時達到平衡。但第一反應中H₂O和H₂與第二個反應無關，同樣第二個反應中CO和CO₂的濃度與第一個反應無關。(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H₂O，另外O₂中的氧也來源于H₂O。因此,n(H₂O)_反應=2n(O₂)＋n(CO₂)=(2a＋b) mol。所以n(H₂O)_平=［2－(2a＋b)］ mol。