Question

某溫度下，把1 mol N₂和3 mol H₂通入一個容積可變的密閉容器里，發生反應：N₂（g）+3H₂(g)2NH₃(g)，反應達到平衡狀態，測得NH₃為s mol。若保持溫度和壓強不變，用m、n、p分別代表初始加入N₂、H₂、NH₃的物質的量（mol），只改變m、n數值，達到平衡時各組分的體積分數不變，請填寫表中編號為（1）—（3）各狀態空格內數據。（單位：mol）

編號	N2	H2	NH3	平衡狀態NH3的物質的量
已知	1	30	0	s
(1)	0	0	4
(2)			0	3s
(3)	0.1			0.25s

Answer 1

（1）2s 

（2）3  9 

（3）0.3  0.3

解析：構造等效模型。反應條件：恒溫、恒壓，反應前后體積不等。只要加入物質之間（換算成N₂、H₂）物質的量比值符合n(N₂)∶n(H₂)=1∶3,則平衡后，n(NH₃)成倍數變化而等效（即一邊倒，對應成比例）。

           N₂（g）+3H₂(g)2NH₃(g)

初始       m           n                    p

換算    m+   n+               0

(1)m=0,n=0,p=4,得m+=2 mol，n+=6 mol，n(N₂)、n(H₂)均為第（1）問中的2倍，所以平衡時，n(NH₃)=2s mol。

（2）平衡時n(NH₃)=3s mol,n(N₂)、n（H₂）均為第（1）問中的3倍，所以m=3 mol,n=9 mol。

（3）平衡時n（NH₃）=0.25s mol，n（N₂）、n（H₂）均為第（1）問中的0.25倍，所以有m+ mol，n+mol，把m=0.1 mol代入得p=0.3 mol，n=0.3 mol。