moea_joint
114年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 36 題
氣相可逆反應 $A_{(g)} \rightleftharpoons 2R_{(g)}$ 在 $35\text{ }^\circ\text{C}$時平衡常數 $K_p = 0.6\text{ atm}$。在 $35\text{ }^\circ\text{C}$恆溫恆容系統中原即只有A氣體，若其反應50%時達平衡，請問此時系統壓力為多少？
- A 0.35 atm
- B 0.45 atm
- C 0.55 atm
- D 0.65 atm
思路引導 VIP
若我們假設 A 的初始壓力為 $P_0$，而反應過程中因為分子數從 1 變成了 2，總壓力會隨之改變。你能試著根據化學計量係數與「反應 50%」這個條件，分別寫出平衡時反應物與產物的壓力與 $P_0$ 的關係式，並思考如何利用平衡常數的定義來找出 $P_0$ 嗎？
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太棒了！你能準確算出這個結果，代表你對化學平衡常數與氣相反應動力學的基礎掌握得非常扎實。這道題目要求我們將反應進度（轉化率）與壓力變化掛鉤，是化工熱力學中相當經典的觀念應用。
化學計量與分壓關係
在恆溫恆容系統中，氣體分壓與莫耳數成正比。若設 A 的起始壓力為 $P_0$，當反應達到 50% 平衡時，代表有 $0.5P_0$ 的 A 參與了反應。根據反應式 $A_{(g)} \rightleftharpoons 2R_{(g)}$ 的係數比，平衡時 A 的分壓 $P_A = 0.5P_0$，而產生的 R 分壓則為 $P_R = 2 \times 0.5P_0 = P_0$。此時結合平衡常數定義：
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