ページ1:

例題 3.1 転化率から反応後の組成を求める
化学反応式2A2B+Cにおいて、 Aの40%が分解したとき、 反応後の組成、お
よびA/Cの物質量比を求めよ。
AONであるとすると
cs
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後は、
A:
A. abn al.
B: 0.4+ Al
C:0.2nal
a.bn
an
94
=0.5
x =
20.33
X=
-0.17
12人
1,20
x4=
12
0.6m
A/C = abn /orm = 3
キ

ページ2:

cs
例題 32 組成から転化率を求める
メタノール合成のための原料ガスを、1とCO, の等物質量比の混合ガスから次のシ
フト反応で調整する。
CO+HCO + HO
COとの物質量比がメタノール合成の量論比1:2と等しく ときの日の転化
(H14甲化検定 類似)
声を求めよ。
(Out the = Coy tho
He need. Staket. 92-
スとする
Me
nco
.
(1)n=2:1
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2x=1-x
X2033
5%

ページ3:

CS
例題 33 組成と全圧から平衡定数を計算する
可逆反
CO+HO CO2 + Hz において
(1)
平衡定数を反応物と生成物の分圧で示せ。
(2) 温度 1000℃、圧力0.1MPa で CO と HOの物質量混合気体(他の成分は含まれな
(い)を反応させたとき、平衡状態におけるCO2 の濃度が20mol%になった。 この温
3
(1)
Kp =
度における圧平衡定数を求めよ。
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(H15甲化国家試験 類似)
(2)
Pos. Pre
cot Heo ể coi thi
Pc Pho
n(1-x) (1-x)
nx
nx
X002=
nx
21(1-x)+2h2
"
2=0.2
より
x=0.4
key=kpであり量は変わらないので
1041*
kpke = (0.6)
20.49
サ

ページ4:

(c)
例題 34 圧平衡定数から平衡時の分圧を計算する
水素(H)の安定同位体である重水素 (D)は質量がHの約2倍あり、 様々な性質の違い
が知られている。 例えば、 水素と水蒸気の同位体交換反応
HD + H.O (g) 1 Hz +HDO (g)
の圧平衡定数 K, は 298 K において3.43であり1より大きい。この反応に関する以下の
問に答えよ。
(1)この反応の平衡状態における成分気体の分圧 (HD) (HO)(H)、HDO)
と圧平衡定数 K, の関係式を書け。
(2) 天然同位体存在比に相当するHD を含む水素ガス (0.0230mol% HD999770mol
H) と HDO を含む水蒸気 (0.0230mol% HDO + 99.9770 mol% H.O)を物質量比1:
1で混合し、全圧 1000 Pa、 温度 298 K において上の反応が平衡状態になるまで静置
このときの HD と HDO の分圧を求めよ。 主成分であるHとH.Oの分圧は
500 Paで一定であるものとして近似せよ。
(H25甲化検定 類似 )
Kp=
川
(H)xp(00)
P(HD)xp(How)
K₂ =
P(HO)
P(HD)
=3.43
P(HO)+p(HDO)=0.023×10×100=0.23Pa
P(HD)=0.052Pm
PCHOO)=0.178P2
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ページ5:

例題 3.5 圧平衡定数の計算とル・シャトリエ則の応用
気体のNO は次の平衡反応によりN. と 1.0
共存している。
0.9
・298 K
0.8
2NO2(g)
N.O. (g)
.NO4..
0.7
図1は298K における NO, NO, の平衡モ
ル分率の全圧による変化を示したものである。
この反応に関する以下の問に答えよ。
モル分率 (-)
0.6
20.5
0.4
0.3
-NOT
(1)この反応の圧平衡定数 K, と平衡状態に
おけるNO2の分圧 (NO2) と NO の分圧
0.2
0.1
p (NO)の関係式を書き、 図1からこの温
度における圧平衡定数 K, を求めよ。
0.0
10
100
全圧(kPa)
(2) NOz は褐色、 NO, は無色の気体である。
図1
図2のように、 298Kにおいて透明な注射器に100kPa の NOz と N2O, の平衡混合気
体を充てんし、温度が変化しないよう、ゆっくり膨張させたところ、 全圧 50kPa で
平衡状態になった。 膨張する前と比べて
・注射器を (A) の方向から見たときの色の濃さ (NOの分圧が高くなるほど濃くなる)
注射器を(B)の方向から見たときの色の濃さ (NOzの総量が多くなるほど濃くなる)
(B)->
(A)
図2
は、それぞれどのように変化するか。 理由を示して答えよ。
(3)温度を317K に上昇させると、 全圧 100kPa の平衡状態における NO2 と N2O の物
質量比は1:1となった。 この反応は発熱反応か吸熱反応か。 理由を示して答えよ。
(H27 甲化検定 類似 )
(1)
Kp=
P(NO)
P(10)
1kPa 1-542.
700₂ = 0.93
I:0.07
0.07
kp =
0.982
=0.08 km²
(2)
P40013064
100kPa 2m2=0.3
50kPa xn:0.4 Paan):206Pa
(ANは減少するのになる
ルーソットリの圧力を下げると
それを緩和する方向に平衡に移動するなめ。
(B)方向から見ると色い混なる。
(1)
298kM:M04:37
317k No. N₂04: 1:1
温度端によってN2Oの
割合が減少しているので、
M2O→2人は燃
を
よし、道は
発熱となる。
か
ICS
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ページ6:

例題 36 添加物による平衡の移動と平衡時の物質量の計算
1molの1-プテンを反応器に仕込み反応させたところ、次の平衡反応に従って1.3-
ブタジエンおよび水素が生成した。
C.H(g)
C.H. (g) H2(g)
以下の問に答えよ。
(1) 1-プテンの1,3-ブタジエンへの平衡転化率をαとしたとき、この反応のモル分率
についての平衡定数K をαを使って表せ。
(2) 圧力 0.101 MPa、 温度 900K のとき、 この反応の平衡定数 Kは0.333 である。 平衡
状態における 1,3-ブタジエンの物質量 (mol) を求めよ。 ただし、 0.333 1/3と近似
して計算してよい。
(3)1-プテン1mol に水蒸気5mol を加えて希釈して、 圧力 0.101 MPa、 温度 900K の
条件で反応させた。 平衡状態における 1,3-ブタジエンの物質量(mol) を求めよ。
(赤
CY HECHT He
て
k=
=
me
+
d
zk
は
d
A
けん
けん
Itt
(2)
cs Scanned with CamScanner
.
↓
2
0.5m
(3)
(H30 甲化国家試験 類似 )
(1)(+)
上
b+t
1-
=
(6+) (1-+)3 $41.
(6+α)(α)
8:0.75
075mm

ページ7:

CS
例題 37 温度が変化したときの平衡定数の計算
例題 3.6の定圧下の1-ブテンの脱水素反応において、 900Kにおけるモル分率表示
の平衡定数 K. は、 K. = 0.330 であった。 反応の標準エンタルピー変化 AH は、
109.9kJ/mol (吸熱) として、 800 K での平衡定数を求めよ。 ただし、 平衡定数と温度の
間には、次の関係が成り立つものとし、 R8.31J/ (mol・K) とする。
d In K. AH
(H14 甲化国家試験 類似)
d T
RT2
ke
S dlake = "H
RT
S=
900kにおいて
109.9×10
In 0.330
831.900
+C 14
C=1359
laka = -o c
1
よって
In x=-
109.9x000
8.31.800
↓
0.5984
x=0.0528
ザ

ページ8:

例題 3.8 既知のKから内挿して異なる温度の K を求める
次のメタノール合成反応について以下の問に答えよ。
CO +2H2CH2OH (g)
ただし、温度 556K および 715K のときの圧平衡定数はそれぞれ次のとおりとする。
また、対数の値は常用対数表 (巻末に記載) を用いて計算せよ。
温度(K)
圧平衡定数 (kPa)
556
715
5.00 x 108
5.00 x 10-10
(1) 温度が625K における圧平衡定数を求めよ。
(2) 一酸化炭素と水素の等物質量比の混合ガスを用いて、 全圧が10.0MPa、温度 625K
でメタノール合成を行った。 一酸化炭素の平衡転化率を求めよ。
(c)
Dak=Bの形表わされ.
1
T=556k. 1215/125-12.
by (5×60*) = - A+ B
Q (5x10)=50+B
f
+B
log (5+ 10). - 1 1 + B
K=
2 =
-
A
A
556715
より
A2-5000 B=-16.29
5000
by k= Save -16.29
K.625kにおいて
1=5.13×00-9
よっし
H23 甲化国家試験 類似)
(2)
cot 21tGoH
lal
hal
(1-8) (1-28)
PCC)
PCC) - PCH)
.
21-7P
(は)
・
2(1+)2(1+)/
(1-4)
401-818
(1-2012(10)
2.0.093
=
5.13x109
より
2
5.13x109
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ページ9:

例題 39 1次不可逆反応の速度式および関係式を導く
次の五酸化二窒素(N.Os) の分解反応は、N.O. について1次反応である。
N2O6
-2NO2 + 1/2302
反応速度定数を k、N2Os の濃度を [N2Os] (初期濃度は [N203) として、次の間に答
えよ。
(1) 反応速度式を示せ。
(2)反応時間と [N2O3] の関係式を導け。
(H15甲化検定 類似 )
-
(1)
d[40)
de
(2)
(りを統合する。
k[Mos]
In [Noor] =
-ketc
14. to [Na] = [N₂01]. 87
l[Nor] = C
b
[Nor]
[MO]
-be
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ページ10:

例題 300 1次可逆反応の速度式および関係式を導く
下式で示されるクロロプロパンの異性化反応は、気相可逆反応であり、その反応の速
一度は、各々の成分の分圧に対して1次である。
k₁
CHICHICH C1
CH.CH (C1) CH
1-クロロプロパン
kz
クロロプロパン
ここで、kikoは各々が異性化する場合の反応速度定数であり、、 : を1クロ
プロパンおよび2-クロロプロパンの分圧とする。 また、反応中におけるクロロプロ
パンに関する物質収支は次式で示される。
-
dpi
= kipi - kapz
dt
2.
:
Sexy = + sdg
ath
さらに、反応前は100%の1-クロロプロパンであり、かつ、pitpr=p (一定)と
して、この1次可逆反応における1-クロロプロパン分圧の時間変化に関する式を求め
(H10 甲化国家試験 類似)
ke P.-ka Pe
よって
y=aebxとうる
=
lg
x=
dx² + dy
y-a
b
=1/llerb2)
PrePaxpay
=(kitka) pc-k2p
60
=-de
Ckerkalpikop
CS
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Chartby) {-tal + (k,+k+) p.) = - C+C
to. Pi2Pであるので
C = (katkea] In (top + bp + hap)
=
b.p
2
Chable Cherkall, bup
bcp
(koble
Pe
keke
bitkz
4