10 化学平衡

10 化学平衡
基本問題
10 1 平衡移動の原理　窒素 N2 と水素 H2 の混合気体をある温度，圧力に保つと，
10 1
次式のようにアンモニア NH3 が生成し，平衡状態に達した。
N2 ＋ 3H2
2NH3
このときの状態を正しく表した記述を 1 つ選べ。
ア　正反応も逆反応もおこらず，反応が停止した状態
イ　正反応と逆反応の速度が等しくなった状態
ウ　各物質の濃度の比が，N2：H2：NH3 ＝1：3：2 となった状態
エ　各物質の圧力（分圧）の比が，N2：H2：NH3 ＝1：3：2 となった状態
10 2 条件変化と平衡移動　次の各反応が平衡状態にあるとき，
10 2
（　）
に示す条件変化によって，平衡が移動する向きは右，左のど
ちらか。ただし，移動しない場合は×と記せ。
⑴　H ＋OH ＝H2O＋ 56 kJ
＋
（冷却する）
－
⑵　CO＋ 2H2 CH3OH（気）
（気）
⑶　Ｃ（固）
＋H2O
（触媒を加える）
（圧力を高くする）
CO＋H2　⑷　N2 ＋ 3H2 2NH3 （体積を一定に保ちながら Ar を加える）
⑸　AgCl
（固）
Ag＋＋Cl－
1
2
3
4
5
（塩酸を加える）
の気体Ｚが生じた。次の各問に答えよ。
⑴　この反応は可逆反応である。この反応の化学反応式を，Ｘ，Ｙ，Ｚを用い　て示せ。
⑵　グラフは平衡状態でのＺの体積パーセントと温度，圧力の関係を示してい
る。Ｚを生成する反応は発熱反応か，吸熱反応か。
Ｚの体積パーセント
10 3 平衡移動　a〔mol〕の気体Ｘと b〔mol〕の気体Ｙが反応すると， c〔mol〕
60
ア　a ＋ b ＞ c　イ　a ＋ b ＝ c　ウ　a ＋ b ＜ c
500℃
40
20
〔%〕
⑶　平衡状態における a ，b ，c の関係を表す式は次のうちどれか。記号で示せ。
300℃
80
0
700℃
0
400
200
圧力〔×10 5 Pa〕
10 3
１
2
3
10 4 平衡移動とグラフ　メタンと水蒸気の反応は，ある温度と圧力の範囲内で
10 4
は次のような平衡状態になっている。
＋H2O（気）＝ 3H（気）
＋CO
（気）－ 219 kJ
CH（気）
4
2
圧力と温度を変えたとき，平衡状態で存在する水素の割合が変化するようすを表すグ
ラフは次のうちどれか。
温度
20
第Ⅱ章　物質の変化と平衡
高圧
H2
高圧
温度
低圧
温度
低圧
H2
高圧
温度
低圧
H2
の割合
低圧
低圧
の割合
H2
の割合
高圧
の割合
の割合
H2
高圧
温度
10 5 平衡移動と平衡定数　可逆反応 N2＋ 3H2＝ 2NH3＋ 92 kJ の平衡定
10 5
数を K とする。次の記述のうち，正しいものを 1 つ選べ。
2［NH3］
ア　平衡定数は，K ＝　と表される。
［N2］
×3［H2］
イ　平衡定数 K には単位がない。
ウ　逆反応 2NH3
N2＋ 3H2の平衡定数の値は K である。
エ　H2 を加えると，平衡定数 K の値は大きくなる。
オ　圧力を大きくすると，平衡定数 K の値は小さくなる。
標
第Ⅱ章　物質の変化と平衡
カ　温度を低くすると，平衡定数 K の値は大きくなる。
準問題
10 6 平衡定数と濃度　濃硫酸を触媒として，酢酸とエタノールを反応
させると，酢酸エチルと水を生じる。次の各問に答えよ。
10 6
CH3COOC2H5＋H2O
CH3COOH＋C2H5OH
酢酸エタノール　酢酸エチル　水
1
⑴　酢酸 2.00 mol とエタノール 3.60 mol を混合して 70℃で反応させたとこ
2
ろ，平衡状態になり，酢酸エチルが 1.80 mol 生成した。この温度におけ
る平衡定数 K はいくらか。
⑵　酢酸 2.0 mol とエタノール 2.0 mol を混合して 70℃に保ち，平衡状態に
なったとき，酢酸エチルは何 mol 生成しているか。
10 7 平衡定数と濃度　次の化学平衡について，各問に答えよ。
I 気）
2H（
10 7
＋I（気）
H（気）
2
2
HI
⑴　一定温度で 10L の容器に HIを 1.0 mol 入れ，平衡状態になったときの
平衡定数は 0.25 であった。このとき，容器内に存在する HI，H2 ，I2 はそ
れぞれ何 mol か。
1
H2
⑵　これに HI を 0.20 mol と H2 を 0.20 mol を加えてもとの温度に保つと，　I2
平衡は左右のいずれの向きに移動するか。
2
10 8 圧平衡定数　四酸化二窒素 N2O4 と二酸化窒素 NO2 には，次のよう
10 8
な平衡が成り立つ。
N2O（気）
4
2NO（気）
2
ある温度で容積 V〔L〕の容器に n〔mol〕の N2O4 を入れて平衡状態にしたとこ
1
ろ，容器内の圧力は P〔Pa〕となった。N2O4 の解離した割合（解離度）をα と
解離した物質の物質量〔mol〕
して，次の各問に答えよ。ただし，解離度α ＝　はじめの物質の物質量〔mol〕
2
である。
⑴　N2O4 の分圧 pN2O4 を P，α を用いて表せ。
⑵　圧平衡定数 Kp を P，α を用いて表せ。
化学平衡
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