國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學102 年第 32 題單選題考點:Δn=0壓力無效考點:Δn<0壓力有利
在下列氣相可逆反應中,何者之產物產率不會因反應壓力提高而提高?
A$\mathrm{N}_2 + \mathrm{O}_2 \rightleftharpoons 2\mathrm{NO}$正確答案
B$\mathrm{PCl}_3 + \mathrm{Cl}_2 \rightleftharpoons \mathrm{PCl}_5$
C$\mathrm{N}_2 + 3\mathrm{H}_2 \rightleftharpoons \mathrm{NH}_3$
D$2\mathrm{SO}_2 + \mathrm{O}_2 \rightleftharpoons 2\mathrm{SO}_3$
A正確答案
氣相反應中,提高壓力有利於莫耳數減少的方向;若反應前後氣體莫耳數相等,壓力對平衡無影響,產率不變。
逐選項解析
A$\mathrm{N}_2 + \mathrm{O}_2 \rightleftharpoons 2\mathrm{NO}$Δn=0壓力無效✓ 正確
N₂ + O₂ ⇌ 2NO:反應物2莫耳→產物2莫耳,Δn=0。依Le Chatelier原理,壓力改變對此反應平衡無影響,NO產率不會因壓力提高而提高。
B$\mathrm{PCl}_3 + \mathrm{Cl}_2 \rightleftharpoons \mathrm{PCl}_5$Δn<0壓力有利✕ 錯誤
PCl₃ + Cl₂ ⇌ PCl₅:反應物2莫耳→產物1莫耳,Δn=-1。提高壓力使平衡向莫耳數減少方向(正反應)移動,PCl₅產率提高。
C$\mathrm{N}_2 + 3\mathrm{H}_2 \rightleftharpoons \mathrm{NH}_3$✕ 錯誤
D$2\mathrm{SO}_2 + \mathrm{O}_2 \rightleftharpoons 2\mathrm{SO}_3$✕ 錯誤
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