将(H)_2和(N)_2按物质的量为3:1的比例放入一抽空的密闭容器中,在500^circ(C)下使之反应生成(NH)_3（气）并达到平衡,该系统的组分数为____,自由度为____。

本题主要考察相律相关知识，包括组分数（$C$）和自由度（$F$）的计算，具体思路如下：

1. 组分数（$C$）的计算

组分数的定义为：$C = S - R - R'$，其中：

• $S$：系统中含有的化学物质种类数（物种数）；
• $R$：独立化学反应的个数（每个独立反应需互不推导）；
• $R'$：除浓度限制条件外的其他限制条件（如电离平衡中的电荷守恒等，本题不存在）。

本题分析：

• 系统中存在的物种：$\text{H}_2$、$\text{N}_2$、$\text{NH}_3$，故$S=3$；
• 存在的独立反应：$\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \leftrightarrow 2\text{NH}_3$，仅1个独立反应，故$R=1$；
• 无其他限制条件（$R'=0$）。

因此，组分数：
$C = S - R - R' = 3 - 1 - 0 = 2$

2. 自由度（$F$）的计算

相律公式为：$F = C - P + 2$，其中：

• $F$：自由度（强度变量数，如温度、压力、浓度等）；
• $P$：系统的相数（本题中所有物质均为气态，共1相，故$P=1$）；
• “2”：表示温度和压力两个变量（适用于凝聚系统为2，气态系统也适用）。

本题分析：

• 未指定温度和压力时，自由度$F = C - P + 2 = 2 - 1 + 2 = 3$；
• 题目中明确“在$500^\circ\text{C}$下使之反应并达到平衡”，即温度固定（强度变量温度被限制），此时此时实际自由度$F' = F - 1 = 3 - 1 = 2$（或直接理解为“自由度”默认指可变强度变量数，温度固定则少一个变量）。