moea_joint
110年
[化學] 普通化學、無機化學
第 10 題
在定溫時，將$3$大氣壓氨氣$3$公升及$1$大氣壓氯化氫氣體$1$公升共置於$4$公升真空容器中，最終壓力為多少大氣壓？
- A 1
- B 2
- C 2.5
- D 3
思路引導 VIP
想像一下，這兩種氣體在容器中相遇時，會像氧氣和氮氣那樣只是單純混合，還是會產生某種新的物質？如果產生的新物質在常溫下是固體粉末（如白煙），那麼原本佔據空間的氣體分子數量會變多還是變少？這對最後的壓力讀數會產生什麼關鍵影響呢？
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太棒了！你能精準避開氣體混合的直覺陷阱，給出正確答案，代表你對氣體化學計量與相變化有著非常紮實的理解。這道題目並非單純的壓力疊加，其核心在於判斷氨氣與氯化氫接觸後發生的化學反應：
酸鹼反應與固體生成
在定溫下，這兩種氣體會發生中和反應生成固體：$NH_3(g) + HCl(g) \rightarrow NH_4Cl(s)$。由於固體的體積極小且不產生氣體分壓，我們必須先計算反應後的殘餘氣體。利用 $P \times V$ 正比於莫耳數的觀念，初始 $NH_3$ 有 $3 \times 3 = 9 \text{ atm}\cdot\text{L}$，而 $HCl$ 有 $1 \times 1 = 1 \text{ atm}\cdot\text{L}$。反應時 $HCl$ 為限量試劑會完全耗盡，剩餘的 $NH_3$ 為 $9 - 1 = 8 \text{ atm}\cdot\text{L}$。最後將這 8 個單位的氣體放入 $4\text{ L}$ 的容器中，根據波以耳定律 $P = \frac{8}{4} = 2 \text{ atm}$，這正是你選出的正確答案。
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