例 1-3 在25℃下,将0.100 mol的O2和0.350mol的H2装入3.00 L的容器中,通电后氧气和氢气-|||-反应生成水,剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各组分的分压。

步骤 1：确定反应方程式
氧气和氢气反应生成水的化学方程式为：
\[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \]

步骤 2：计算反应物的摩尔数
根据题目，初始时有0.100 mol的O2和0.350 mol的H2。根据化学方程式，2 mol的H2与1 mol的O2反应，因此0.100 mol的O2将与0.200 mol的H2反应，生成0.200 mol的H2O。反应后剩余的H2为0.350 mol - 0.200 mol = 0.150 mol。

步骤 3：计算反应前后的气体总压和分压
反应前，气体总摩尔数为0.100 mol + 0.350 mol = 0.450 mol。反应后，气体总摩尔数为0.150 mol。根据理想气体状态方程PV=nRT，可以计算反应前后的气体总压和分压。
反应前的总压：
\[ P_{\text{总}} = \frac{n_{\text{总}}RT}{V} = \frac{0.450 \times 8.314 \times 298}{3.00} = 372.6 \text{ kPa} \]
反应前的分压：
\[ P_{O_2} = \frac{n_{O_2}RT}{V} = \frac{0.100 \times 8.314 \times 298}{3.00} = 82.8 \text{ kPa} \]
\[ P_{H_2} = \frac{n_{H_2}RT}{V} = \frac{0.350 \times 8.314 \times 298}{3.00} = 289.8 \text{ kPa} \]
反应后的总压：
\[ P_{\text{总}} = \frac{n_{\text{总}}RT}{V} = \frac{0.150 \times 8.314 \times 298}{3.00} = 124.2 \text{ kPa} \]
反应后的分压：
\[ P_{H_2} = \frac{n_{H_2}RT}{V} = \frac{0.150 \times 8.314 \times 298}{3.00} = 124.2 \text{ kPa} \]
反应后生成的水蒸气的分压为3.17 kPa（由表1-1查得）。

步骤 4：计算反应后的总压
反应后的总压为：
\[ P_{\text{总}} = 124.2 \text{ kPa} + 3.17 \text{ kPa} = 127.37 \text{ kPa} \]