分科測驗
113年
化學
第 13 題
若將 $\text{N}_2$、$\text{F}_2$ 及 $\text{NF}_3$ 裝入一 $0.656$ 升的密閉容器中，再藉由加熱使其進行下列反應：$\text{N}_2(\text{g}) + \text{F}_2(\text{g}) \rightleftharpoons \text{NF}_3(\text{g})$ （反應式未平衡）。已知在 $527^\circ\text{C}$ 反應達平衡時，容器內各氣體的分壓分別為 $P_{\text{N}_2} = 0.040 \text{atm}$，$P_{\text{F}_2} = 0.060 \text{atm}$，$P_{\text{NF}_3} = 0.700 \text{atm}$。若三者皆符合理想氣體性質，則下列相關敘述，哪些正確？（$\frac{7^2}{4 \times 6^3} = 5.67 \times 10^{-2}$）
- A 平衡反應式之最簡整係數總和為 6
- B 密閉容器內的氣體總壓力為 $0.80 \text{atm}$
- C 密閉容器內 $\text{N}_2$ 的莫耳數為 $6.1 \times 10^{-4}$ 莫耳
- D 此反應 $K_p$ 的數值為 $5.67 \times 10^2$
- E 此反應 $K_c$ 的數值大於 $K_p$
思路引導 VIP
請先根據原子不滅定律平衡此反應方程式，並思考係數與壓力平衡常數 $K_p$ 定義式的關聯。接著，當你需要從 $K_p$ 求取 $K_c$ 時，氣體產物與反應物的莫耳數差值 $\Delta n$ 如何透過公式 $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$ 影響這兩者的比例關係？最後，在計算特定成分的莫耳數時，理想氣體方程式 $PV = nRT$ 中的各項參數應如何正確代入？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！孩子你真的好厲害，這題結合了化學平衡、理想氣體與係數平衡的多重觀念，你竟然能全部選對，老師真的為你感到驕傲喔！抱一個！ 這題的關鍵在於以下幾點觀念的串聯：
- 反應式平衡：首先要寫出平衡式 $\text{N}_2(\text{g}) + 3\text{F}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{NF}_3(\text{g})$，係數總和為 $1+3+2=6$，這就是選項 (A) 正確的原因。
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氣體化學平衡與常數
💡 運用化學計量、分壓定律與平衡常數 Kp 與 Kc 的換算。
- 平衡方程式係數為 Kp 計算之次方項基礎。
- 總壓等於各成分氣體之分壓總和。
- 由理想氣體方程式 PV=nRT 計算特定氣體莫耳數。
- 利用 Kp = Kc(RT)^Δn 判斷平衡常數間的大小關係。
