Question

某温度下向1L密闭容器中充入1mol N₂和3 mol H₂，使反应N₂+3H₂
2NH₃达平衡，平衡混合气中N₂、H₂、NH₃的浓度分别为M、N、G(mol／L)．如果温度不变，只改变初始物质的加入量，要求M、N、G保持不变，则N₂、H₂、NH₃的加入量用x、y、z表示时应满足的条件是：
①若x=0，y=0，则z=        ；
②若x="0.75" mol，则y=        ，z=         ；
③x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z方程表示，其中一个含x、z，另一
个含y、z)                                 。
若将上述条件改为恒温、恒压，其它均不变，则
a．若x=0，y=0，则z=        ；
b．若x="0.75" mol，则y=        ，z=         ；
c．x、y、z取值必须满足的一般条件是                                 。

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.

试题分析：①恒温恒容条件下，改变初始物质的加入量，达到平衡时各物质的浓度不变，意味着新平衡与原平衡是等效平衡。对于反应前后气体的物质的量变化的可逆反应而言，两次加入的物质的物质的量完全相同即可达到等效平衡，所以开始充入1mol N₂和3 mol H₂，相当于充入2mol NH₃，则x=0，y=0时，z=2mol；
②同理x=0.75mol，氢气的物质的量是氮气的3倍，则y=2.25mol，此时相当于充入1.5mol的NH₃，所以只需再充入0.5mol NH₃，即可达到与原平衡等效，即z=0.5mol
③根据①②的数据可得，x、y、z满足的条件是z=2-2x，z=2-2/3y；
若改为恒温恒压条件，则只需加入的物质的物质的量对应成比例即可达到等效平衡。a、若x=0，y=0，则z为任意不为0的数值；b、若x="0.75" mol，开始时氢气的物质的量是氮气的3倍，氨气无论是多少，转化为氮气、氢气时，二者的物质的量之比都是1:3，所以y=2.25mol，z≥0；c、由以上分析可知恒温恒压下，达到与原平衡等效时x、y、z取值必须满足的一般条件是y=3x，z≥0.