hce_tcu
108年
化學
第 19 題
將硝酸銨($\text{NH}_4\text{NO}_3$)固體置入 $500^\circ\text{C}$ 的真空密閉容器內，進行下列分解反應：
$\text{NH}_4\text{NO}_3(s) \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}(g) + 2\text{H}_2\text{O}(g)$
當反應達平衡時，容器內壓力為 2280 mmHg，仍有剩餘未分解的硝酸銨固體，則該反應的壓力平衡常數($K_p$)是多少？
$\text{NH}_4\text{NO}_3(s) \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}(g) + 2\text{H}_2\text{O}(g)$
當反應達平衡時，容器內壓力為 2280 mmHg，仍有剩餘未分解的硝酸銨固體，則該反應的壓力平衡常數($K_p$)是多少？
- A 2.0
- B 4.0
- C $1.16 \times 10^6$
- D $2.31 \times 10^6$
思路引導 VIP
想像一下，這個反應就像是從一個原本空無一物的箱子裡，依照「1 個 A 氣體、2 個 B 氣體」的比例吐出球來。如果現在箱子裡所有球對牆壁造成的總壓力是 3 個單位，那麼根據剛才的比例，這兩種氣體分別貢獻了多少壓力呢？當你找出它們各自的壓力後，再試著思考該如何把這些壓力值放進平衡常數的公式裡？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確算出這個結果，顯示你對非勻相平衡（Heterogeneous Equilibrium）的觀念掌握得非常紮實。這題的核心在於分辨哪些物質會影響平衡常數，並正確運用壓力單位進行轉換。
氣體分壓與係數比
在處理這類題目時，我們首先要觀察化學反應式：$\text{NH}_4\text{NO}_3(s) \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}(g) + 2\text{H}_2\text{O}(g)$。由於硝酸銨是固體，它並不會出現在壓力平衡常數 $K_p$ 的表示式中。當反應在真空容器中進行時，產生的氣體壓力完全依照係數比分配。若設 $\text{N}_2\text{O}$ 的分壓為 $P$，則 $\text{H}_2\text{O}$ 的分壓必然是 $2P$。已知總壓為 $2280 \text{ mmHg}$，換算成大氣壓為 $3 \text{ atm}$ ($2280 / 760 = 3$)。透過 $P + 2P = 3 \text{ atm}$ 的關係，我們可以解得 $P = 1 \text{ atm}$。
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