Question

某溫度下向1L密閉容器中充入1mol N₂和3 mol H₂，使反應N₂+3H₂
2NH₃達平衡，平衡混合氣中N₂、H₂、NH₃的濃度分別為M、N、G(mol／L)．如果溫度不變，只改變初始物質的加入量，要求M、N、G保持不變，則N₂、H₂、NH₃的加入量用x、y、z表示時應滿足的條件是：
①若x=0，y=0，則z=        ；
②若x="0.75" mol，則y=        ，z=         ；
③x、y、z取值必須滿足的一般條件是(用含x、y、z方程表示，其中一個含x、z，另一
個含y、z)                                 。
若將上述條件改為恒溫、恒壓，其它均不變，則
a．若x=0，y=0，則z=        ；
b．若x="0.75" mol，則y=        ，z=         ；
c．x、y、z取值必須滿足的一般條件是                                 。

Answer 1

①2mol②y=2.25mol，z=0.5mol
③z=2-2x，z=2-2/3y；a、z>0；b、y=2.25mol，z≥0；c、y=3x，z≥0.

試題分析：①恒溫恒容條件下，改變初始物質的加入量，達到平衡時各物質的濃度不變，意味著新平衡與原平衡是等效平衡。對于反應前后氣體的物質的量變化的可逆反應而言，兩次加入的物質的物質的量完全相同即可達到等效平衡，所以開始充入1mol N₂和3 mol H₂，相當于充入2mol NH₃，則x=0，y=0時，z=2mol；
②同理x=0.75mol，氫氣的物質的量是氮氣的3倍，則y=2.25mol，此時相當于充入1.5mol的NH₃，所以只需再充入0.5mol NH₃，即可達到與原平衡等效，即z=0.5mol
③根據①②的數據可得，x、y、z滿足的條件是z=2-2x，z=2-2/3y；
若改為恒溫恒壓條件，則只需加入的物質的物質的量對應成比例即可達到等效平衡。a、若x=0，y=0，則z為任意不為0的數值；b、若x="0.75" mol，開始時氫氣的物質的量是氮氣的3倍，氨氣無論是多少，轉化為氮氣、氫氣時，二者的物質的量之比都是1:3，所以y=2.25mol，z≥0；c、由以上分析可知恒溫恒壓下，達到與原平衡等效時x、y、z取值必須滿足的一般條件是y=3x，z≥0.