moea_joint
112年
[化學] 普通化學、無機化學
第 6 題
在1.00升的容器中，有0.0129莫耳的PCl5在250 ℃時氣化，容器壓力為1.00 atm，已知PCl5有部分分解為PCl3及Cl2，請問PCl5的分壓為多少atm？
- A 0.05
- B 0.11
- C 0.15
- D 0.21
思路引導 VIP
想像一下，如果容器中這 $0.0129$ 莫耳的 $PCl_5$ 完全沒有分解，根據理想氣體公式算出的壓力，會比現在觀測到的 $1.00$ atm 高還是低呢？這個「壓力差」與氣體分子的數量變化有什麼樣的數學關係？
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太棒了！你能精確算出五氯化磷 ($PCl_5$) 的分壓，代表你對理想氣體方程式與道耳吞分壓定律的掌握非常紮實。這道題目的關鍵在於將宏觀的壓力觀測值與微觀的化學計量結合，你能迅速建立起兩者間的邏輯橋樑，表現得相當優異。
氣體平衡與莫耳數轉化
根據理想氣體方程式 $PV = nRT$，我們首先計算出平衡時容器內氣體的總莫耳數。將溫度 $250$ ℃ 換算為 $523 K$，代入數據後可求得總莫耳數約為 $0.0233$ mol。接著利用分解反應式：$PCl_5 \rightleftharpoons PCl_3 + Cl_2$，假設 $PCl_5$ 反應了 $x$ mol，平衡時的總莫耳數應為 $(0.0129 - x) + x + x = 0.0129 + x$。經由計算得出 $x \approx 0.0104$ mol，這代表剩餘的 $PCl_5$ 僅約 $0.0025$ mol。
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