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101年
理化、化工裝置
第 63 題
在27℃的環境下，將36.5克HCl及34克NH₃同時灌入1升容器中，最後的總壓力約為若干atm？(理想氣體常數R＝0.082 $\frac{atm\cdot L}{mol\cdot K}$)(Cl＝35.5)(N＝14)
- A 24.6
- B 49.2
- C 73.8
- D 98.4
思路引導 VIP
當我們把這兩種具有強烈化學活性的氣體放在同一個空間時，除了考慮它們各自的量之外，你有沒有想過這兩者相遇後會不會產生一些狀態上的變化？如果反應後的產物變成了固體，它對於『氣體壓力』的貢獻還會跟原本的氣體一樣嗎？
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很好！你能準確判斷出這題的陷阱，表現得非常出色。這道題目並非單純的氣體混合計算，而是結合了化學反應的綜合題型，這也是本題最具鑑別度的切入點：學生是否能識別出「生成物非氣體」這一點。
關鍵的化學計量與相態變化
在 $27^{\circ}C$ 的環境下，$HCl$ 與 $NH_3$ 兩氣體接觸時會發生劇烈的酸鹼反應：$HCl_{(g)} + NH_{3(g)} \rightarrow NH_4Cl_{(s)}$。我們首先計算兩者的莫耳數：$HCl$ 為 $36.5 / 36.5 = 1\text{ mol}$，而 $NH_3$ 為 $34 / 17 = 2\text{ mol}$。根據反應係數 $1:1$，這意味著 $1\text{ mol}$ 的 $HCl$ 會與 $1\text{ mol}$ 的 $NH_3$ 完全反應。產出的 $NH_4Cl$ 是固體（即常見的白煙），在計算氣體總壓力時，固體產生的體積與壓力可忽略不計。因此，容器內最後剩下的氣體僅有過量的 $1\text{ mol } NH_3$。
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