Question

（18分）
Ⅰ．某溫度下，向某密閉容器中加入1 mol N₂和3 mol H₂，使之反應合成NH₃，平衡后測得NH₃的體積分數為m。若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH₃的體積分數仍為m。假設N₂、H₂、NH₃的加入量（單位：mol）用x、y、z表示，應滿足：
（1）恒定溫度、體積
①若x = 0，y = 0，則z =_________；                           
②若x = 0.75，y = _________，則z =_________；
③x、y、z應滿足的一般條件是_______________________________。
（2）恒定溫度、壓強 
①若x = 0，y = 0，則z _________；
②x、y、z應滿足的一般條件是_______________________________。
Ⅱ．將2mol H₂O和2mol CO置于1L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＋O₂ 2CO₂
（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

Ⅰ(1)?  2     ? 0.75      0.5    ?  x+z/2=1     y+3z/2=3
(2) ?  任意數值   ?    x/y=1/3；Z≧0
Ⅱ.(1)H₂O、H₂，CO、CO₂ (2)(2－2a+b) mol

Ⅰ．（1）恒定溫度、體積
①用一邊倒法解，1 mol N₂和3 mol H₂，使之完全轉化成NH₃，是2mol，z=2
②用一邊倒法解：        
N₂  +  3H₂     2NH₃
起始        x       y           z
轉化       z/2     3z/2         z
一邊倒：  x+z/2    y+3z/2         0
x+z/2="1," y+3z/2=3,解得：x = 0.75，y =0.75，z=0.5
③由②得x+z/2=1     y+3z/2=3
（2）恒定溫度、壓強
用一邊倒法解：        
N₂  +  3H₂     2NH₃
起始       x       y           z
轉化       z/2     3z/2         z
一邊倒：x+z/2    y+3z/2         0
所以有方程：(x+z/2)：(y+3z/2)=1：3       y=3x(也就是說與Z無關）
①任意數值   ?    x/y=1/3；Z≧0
Ⅱ．.(1)H₂O、H₂，CO、CO₂ 
⑵    2H₂O(g)  2H₂＋O₂、2CO＋O₂ 2CO₂
始     2                      2
變   2a-b            a -b/2  -b/2  -b/2       b
平   2-2a+b            a                   b
n(H₂O)_平＝(2－2a+b) mol