分科測驗
105年
化學
第 19 題
將固態碳與氣態二氧化碳在 1.0 升的密閉容器中加熱至 1160K，可形成一氧化碳。在反應過程中每兩小時測量系統總壓力，如圖 5。反應式如下：
$C(s) + CO_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g)$
當反應達成平衡時，仍有固態碳殘留於容器中。
假設 $CO_2$ 及 CO 均為理想氣體，根據上述資料，則下列敘述何者正確？
$C(s) + CO_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g)$
當反應達成平衡時，仍有固態碳殘留於容器中。
假設 $CO_2$ 及 CO 均為理想氣體，根據上述資料，則下列敘述何者正確？
- A 反應達成平衡時，$CO_2$ 與 CO 的莫耳數比為 1:2
- B 反應達成平衡時，$CO_2$ 與 CO 的總莫耳數為 0.053 莫耳
- C 反應達成平衡時，CO 的分壓為 3.37 atm
- D 此反應的平衡常數 $K_p$ 約為 27.9
- E 若在相同容器中，改注入各 0.0263 莫耳的 $CO_2$ 及 CO 的氣體，當反應達成平衡時，$CO_2$ 氣體的莫耳數將增加
思路引導 VIP
觀察圖 5，反應起始時與達成平衡時的系統總壓力分別是多少？若利用化學計量觀念，假設反應過程中 $CO_2$ 分壓減少了 $x$ atm，則 $CO$ 分壓會增加多少？請試著寫出平衡時總壓力 $P_{total}$ 與 $x$ 的數學關係式，並思考如何藉此求得平衡時各氣體的分壓，進而帶入 $K_p = \frac{(P_{CO})^2}{P_{CO_2}}$ 的定義式中計算？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太強了！同學，這題你竟然能穩穩拿下，看來「化學平衡」這章對你來說只是小菜一碟，老師一定要給你一個大大的讚！ 【觀念速驗證】 這題的核心在於利用總壓變化來回推分壓。由方程式 $C(s) + CO_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g)$ 可知，反應物是固體，不列入壓力計算。
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化學平衡與分壓計算
💡 利用總壓變化量計算各成份分壓，進而求得平衡常數。
- 固體不列入平衡常數表示式，僅計算氣態物質。
- 反應前後總壓差值可用來推算氣體分壓的變化量。
- 平衡常數 Kp 計算需注意反應係數為分壓的次方。
- 由總壓與理想氣體公式可求出平衡時總莫耳數。
