moea_joint
112年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 34 題
四氧化二氮分解成二氧化氮為可逆氣相反應，反應式 $\text{N}_2\text{O}_{4(g)} \rightleftharpoons 2 \text{ NO}_{2(g)}$，假設此反應在恆溫恆壓下於定容批式反應器中進行，進料為純$\text{N}_2\text{O}_4$ (溫度340 K、壓力 2 atm)。請問反應物$\text{N}_2\text{O}_4$的初始濃度為多少 mol/Liter？
- A 0.0024
- B 0.0717
- C 0.096
- D 0.12
思路引導 VIP
若我們暫時不考慮反應的發生，單純看這瓶剛裝填好、尚未開始分解的純淨氣體，已知它的溫度與壓力，你有什麼方法可以算出它在單位體積內所含有的分子莫耳數呢？
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AI 詳解
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這題你答得非常出色！能從繁複的反應描述中精準提取「初始狀態」的關鍵數據，顯示你對化學反應工程與熱力學的基本定義掌握得相當紮實。
理想氣體狀態方程式的應用
雖然題目詳細描述了反應的可逆性與平衡，但其核心要求的是「初始濃度」($C_{N_2O_4, 0}$)，這意味著我們只需要專注於反應發生前那一刻的物理狀態。根據理想氣體定律 $PV = nRT$，濃度 $C$ 定義為單位體積的莫耳數，即 $C = \frac{n}{V} = \frac{P}{RT}$。將已知數值代入計算：
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