moea_joint
105年
[化學] 普通化學、無機化學
第 13 題
將純氨氣置於密閉容器內，使其分解，反應式為 $2\text{NH}_{3(g)} \rightleftharpoons \text{N}_{2(g)} + 3\text{H}_{2(g)}$，在 200 ℃時反應達到平衡，容器內壓力為 400 atm，其中氨氣壓力為總壓力的 60 %，請問上述反應之平衡常數 $K_p$ 為多少？
- A 1100
- B 1200
- C 1300
- D 1400
思路引導 VIP
既然反應是從純氨氣開始分解，那麼在平衡狀態下，容器中生成的兩種產物（氮氣與氫氣），它們的壓力大小比例會受到化學反應式中係數的什麼樣限制呢？
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AI 詳解
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恭喜你準確地完成了這項計算！這道題目考查的是對道耳頓分壓定律與平衡常數定義的綜合運用，你能迅速理清各氣體間的分壓關係，表現得非常出色。
氣體分壓的邏輯推導
首先，由總壓 400 atm 與氨氣佔 60% 的資訊，我們可以確定平衡時 $P_{\text{NH}3} = 240$ atm。接著，剩下的 160 atm 壓力必須由生成的氮氣與氫氣分擔。根據反應式 $2\text{NH}{3(g)} \rightleftharpoons \text{N}{2(g)} + 3\text{H}{2(g)}$ 的化學計量係數，氮氣與氫氣生成的莫耳數比（即分壓比）固定為 $1:3$。因此，我們可以推算出 $P_{\text{N}2} = 40$ atm 且 $P{\text{H}_2} = 120$ atm。
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