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111分科化學考科-01

[題組:第1題]
已知氣氣與氯化氫反應後,可生成固體的產物,其反應式如下:
\[ \text{NH}_3 (\text{g}) + \text{HCl} (\text{g}) \rightarrow \text{NH}_4 \text{Cl} (\text{s}) \]
假設有一裝置容器,左、右各是2.00升的球體,中間有一個氣體閥門(如圖1)。在27℃,先將中間的氣體閥門關起來,左右邊球體內裝入6.80克的氣氣,在左邊球體裝入2.46 atm的氯化氫氣體。置入氣體後,將左、右氣體閥門關閉,再將中間氣體閥門打開,使左、右氣體完全混合且反應完全。假設氣氣和氯化氫氣體皆為理想氣體,且反應前後溫度不變,生成的固體體積可忽略。上述實驗後,容器內所剩的氣體與其壓力為何?

(A) 1.23 atm的氣氣
(B) 2.46 atm的氣氣
(C) 3.69 atm的氣氣
(D) 1.23 atm的氯化氫
(E) 2.46 atm的氯化氫

答案

略解:右室NH₃莫耳數=6.8/17=0.4 mol,初壓P=0.4×0.082×300/2=4.92 atm。打開閥門後體積變4 L,分壓變為原1/2:P_HCl=1.23 atm,P_NH₃=2.46 atm。反應NH₃+HCl→NH₄Cl(s),HCl限量,反應後剩NH₃分壓=2.46-1.23=1.23 atm。
答案:A 報錯
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111分科化學考科-09

[題組:第9-10題]
將同溫、同壓、同體積的氣體A 與氣體B 共同置入一體積為V之密閉容器內,已知A 與B 會發生化學反應產生氣體C,化學平衡反應式為
\[ 2A(g) + B(g) \rightleftharpoons 2C(g) \]
回答下列問題:
9 定溫下,下列關係圖哪些正確?

答案

略解:同溫同壓同體積⇒n_A=n_B初。反應消耗A:B=2:1,故(C)A、B消耗量圖正確(斜率比2:1)。(D)C生成量隨時間增加正確。(E)總壓隨反應下降(係數和左>右)。
答案:C,D 報錯
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112分科化學考科-10

25℃、1.0 大氣壓的某種混合氣體,其成分含有甲烷8.0 莫耳、乙烷1.0 莫耳及丙烷1.0莫耳。試問下列有關此混合氣體的敘述,哪些正確?(假設甲烷、乙烷、丙烷皆為理想氣體)
(A)甲烷的莫耳分率為0.80
(B)乙烷的分壓為1.0 atm
(C)丙烷的分壓為0.10 atm
(D)平均莫耳質量約為30 g/mol
(E)混合氣體的體積為24.5 L

答案

略解:(A)X_CH₄=8/(8+1+1)=0.8。
(B)P_C₂H₆=0.1×1=0.1 atm。
(C)P_C₃H₈=0.1×1=0.1 atm。
(D)M_avg=16×0.8+30×0.1+44×0.1=20.2 g/mol。
(E)V=nRT/P=10×0.082×298/1≈244 L。
答案:A,C 報錯
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113分科化學考科-13

若將 \( N_2 \)、\( F_2 \) 及 \( NF_3 \) 接入一0.656升的密閉容器中,再藉由加熱使其進行下列反應:
\[N_2(g) + F_2(g) \rightleftharpoons NF_3(g) \quad (\text{反應式未平衡})\]
已知在527℃反應達平衡時,容器內各氣體的分壓分別為
\[P_{N_2} = 0.040 \, \text{atm} \quad P_{F_2} = 0.060 \, \text{atm} \quad P_{NF_3} = 0.700 \, \text{atm}\]
若三者皆符合理想氣體性質,則下列相關敘述,哪些正確?
(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 atm
(C)密閉容器內 \( N_2 \) 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 \( K_p \)

答案

平衡反應式:N₂ + 3F₂ ⇌ 2NF₃。
(A)係數和=1+3+2=6。
(B)P_total=0.04+0.06+0.70=0.80 atm。
(C)n_N₂=P_N₂V/RT=0.04×0.656/(0.082×800)≈4×10⁻⁴ mol。
(D)K_p=P_NF₃²/(P_N₂×P_F₂³)=(0.70)²/(0.04×0.06³)≈5.67×10⁴。
(E)Δn=2-4=-2,K_p=K_c(RT)^(-2)⇒K_c>K_p。答案:(A)(B)(E) 報錯
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