Q12.
在哈柏(Haber)法中，以N2 和H2 合成氨(NH3)時，是放熱反應，依據勒沙特列原理(LeChatelier's principle)，在何種條件下，有利於氨之合成
化工 · 乙級 · 工業化學 · Q12
難易度分析
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此題要求考生同時分析溫度與壓力兩個變數對化學平衡方向的影響，需正確區分熱力學平衡方向與工業實際反應速率的差異，屬於需要綜合應用核心概念的分析型題目。
正確答案：③低溫高壓
③ 低溫高壓:依據勒沙特列原理，低溫有利於放熱反應的正向進行；高壓有利於氣體分子數減少的方向（N₂ + 3H₂ → 2NH₃，4 mol 氣體變為 2 mol），兩者皆促進氨合成。
錯誤選項解析
- ① 高溫高壓:高溫會使放熱反應的平衡向逆反應方向（吸熱方向）移動，不利於氨的生成。雖然高壓正確，但高溫條件抵銷了壓力優勢。
- ② 高溫低壓:高溫使平衡逆向移動，且低壓不利於氣體分子數減少的正向反應（4 mol → 2 mol），雙重不利於氨合成。
- ④ 低溫低壓:雖然低溫正確，但低壓會使平衡向氣體分子數較多的逆反應方向移動，不利於氨的生成。
Learning Tip
"此類化學平衡考題的核心在於同時判斷溫度與壓力兩個變因。常考陷阱：工業上哈柏法實際操作溫度約 400–500°C，並非極低溫，原因是需兼顧反應速率（動力學因素），但就熱力學平衡而言，低溫確實有利氨合成。請區分「平衡產率」與「反應速率」的不同考量。"
學員答題分佈
①高溫高壓0%
②高溫低壓0%
③低溫高壓0%
④低溫低壓0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！