化學技術與應用

利用Excel的規劃求解免除繁瑣的平衡計算 (二)
Using Excel’s Solver Hassle-Free Equilibrium Calculations (II)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師 邱智宏

連結：利用Excel的規劃求解免除繁瑣的平衡計算 (一)

二、兩式同時平衡下各物種濃度的求法

例題(二) 甲烷和水蒸氣反應是工業上製造氫氣的方法，下列二式會同時發生：

$$\displaystyle \mathrm{CH_{4(g)}+H_2O_{(g)} \rightleftharpoons CO_{(g)}+3H_{2(g)}}$$

$$\displaystyle \mathrm{CH_{4(g)}+2H_2O_{(g)} \rightleftharpoons CO_{2(g)}+4H_{2(g)}}$$

假設反應中各氣氣均為理想氣體，則在 $$900~K$$，$$0.01~bar$$ 時，前後二式的平衡常數分別為 $$K^\circ_{p1}=1.30$$，和 $$K^\circ_{p2}=2.99$$，若 $$\mathrm{CH_4}$$、$$\mathrm{H_2O}$$、$$\mathrm{CO}$$、$$\mathrm{H_2}$$ 和 $$\mathrm{CO_2}$$的初始莫耳數分別為 $$1.00$$、$$1.00$$、$$2.00$$、$$1.00$$ 和 $$1.00$$ 莫耳，試求平衡時，其莫耳數各為多少？

利用Excel的規劃求解免除繁瑣的平衡計算 (一)
Using Excel’s Solver Hassle-Free Equilibrium Calculations (I)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師 邱智宏

利用化學反應的初始濃度及平衡常數以求取平衡時各反應物種的濃度，是學生經常要碰到的課題。有時為了專注繁瑣的計算，反而忽略了原來問題的主要精髓及學習目的；有時會出現三次方以上的方程式，很難求解，必須依靠專業軟體才能獲得正確解答。

近年來新版的大學化學原文書已開始利用大家熟悉的 Excel 套裝軟體，解決類似的問題，帶來解題及研究的另類選擇。本文擬以二個常見的例題，介紹如何使用 Excel 的規劃求解 (Solver)，協助學子解決擾人的計算問題。