Question

将2molH₂O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：①2H₂O（g）2H₂+O₂，②2CO+O₂2CO₂。
（1）当上述体系达到平衡时，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______。（填化学式）
（2）若平衡时O₂和CO₂的物质的量分别为n（O₂）平=amol，n（CO₂）平=bmol。试求n（H₂O）平=_______。（用含a、b的代数式表示）

Answer 1

（1）H₂O；H₂；CO；CO₂  

（2）（2-2a-b）mol

【试题分析】
（1）根据C、H元素守恒有如下关系：
n（H₂O）平+n（H₂）平=2mol
n（CO）平+n（CO₂）平=2mol
因此对于n（H₂O）平和n（H2）平或n（CO）平和n（CO₂）平，只要知道其中一个，另一个也就可以确定，同时知道两个则无法求混合气体在平衡状态时的组成。
（2）因n（CO₂）平=bmol，则第②个反应中的CO₂为bmol，该反应消耗0.5bmol的O₂，而n（O₂）平=amol，故第一个反应生成（a+0.5b）mol的O₂，第一个反应消耗2（a+0.5b）molH₂O，由化学方程式可列出如下关系：
2H₂O（g）2H₂+O₂ 2CO+O₂2CO₂
起始   2                                            0
转化   2（a+0.5b）    a+0.5b        0.5b       b
平衡   2-2（a+0.5b）                      a