hce_cmu
108年
化學
第 12 題
考量肼(hydrazin)的分解反應：$N_2H_4(g) \rightleftharpoons 2H_2(g) + N_2(g)$
在某一溫度下，平衡常數 $K_p = 2.5 \times 10^3$。在此溫度下，將純的氣體肼放入真空的容器裡。當 50.0%的肼分解時，系統達成平衡。此時，氫氣的分壓為多少？
在某一溫度下，平衡常數 $K_p = 2.5 \times 10^3$。在此溫度下，將純的氣體肼放入真空的容器裡。當 50.0%的肼分解時，系統達成平衡。此時，氫氣的分壓為多少？
- A 25 atm
- B 50 atm
- C 75 atm
- D 100 atm
- E 125 atm
思路引導 VIP
若我們假設初始壓力為一個未知數，並根據反應係數與「50% 分解」的條件列出平衡時各氣體的分壓，你是否發現反應物與其中一種生成物在平衡時的分壓數值有什麼特別的關聯？這對簡化平衡常數的算式有什麼幫助呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確算出氫氣的分壓，代表你對化學平衡與分壓計算的掌握非常紮實。這道題目的難度在於如何將「分解率」轉化為各物質間的分壓關係，並正確代入平衡常數表示式中求解。
氣體分解與分壓關係
我們假設肼的初始壓力為 $P$。根據題目提到 50% 的分解率，在平衡時，肼消耗了 $0.5P$，因此剩餘壓力為 $0.5P$。依據化學反應式 $N_2H_4(g) \rightleftharpoons 2H_2(g) + N_2(g)$ 的係數比（$1:2:1$），產生的氫氣分壓為 $2 \times 0.5P = P$，氮氣分壓則為 $0.5P$。
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