Question

ふみ

(イ)についてです
NO2を0.2mol入れるのはN2O4を0.10molを入れるのと同じと書いていますが、なぜそのようなことが言えるのですか。化学反応式の係数をとってきてるのはわかりますが、平衡時には0.10molにはならないですよね？

またなぜ体積比をN2O4のみの物質量比で出せるのですか。全物質量比じゃないと無理そうなんですが、、

cいた。このとき,
度か,逆反応の速度がv2であるとき,加える濃硫酸の量を増やすと平
酢酸は何 mol 反応させたのか。
衛定数Kはどうなるか。次の中から正しいものを選べ。
が増加するので,Kが大きくなる。
(ア)1
(イ) 02が増加するので,Kが小さくなる。
)は増加するが, vaは減少するので, Kは大きくなる。
(エ)1, V2ともに増加するが, Kは不変である。
(神戸薬大改)
111 <N.O.の解離平衡〉 ★★
次の文中の[
無色の気体N:O。と,褐色の気体NO との間には, 次のような平衡関係が存在する。
]にあてはまる数値(有効数字2桁)を答えよ。
N2O4 こ2 NO2
いま図のような移動可能な壁で仕切られ
た二つの部屋 A, Bをもち,A, Bの合計し
た容積が8.0Lの容器がある。初めに移動壁
を中央に固定して,部屋Aを 0.90 molの
部屋
部屋
A
B
60℃
60℃
N.O。で,部屋Bを0.20 mol のNO2で満たし
た。
○00000000
ふ容器の温度を60℃に保ち, 十分時間が経過して平衡が成立した後,部屋Aの N.O。
の解離度を調べたら0.50であった。このことから, ①式の平衡定数はア
である。
次に,容器の温度を60℃に保ったまま中央の移動壁の固定をはずしたところ,部
屋Aと部屋Bの圧力が等しくなるまで壁が移動して, 新しい平衡状態が実現した。こ
のとき,部屋Aと部屋Bの容積比VA/Vsはイ]となり, 部屋Aにおける N:O。の解
| mol/L
Paとなった。
エ
離度はウ
各部屋の圧力は[
(東京理大)
2)
+ hge
3E
移動壁

1ビ字平衡
61
平衡に
両部屋の温度,圧力は等しいから,平衡状態での
0IXa0-
N.O。の解離度も同じになる。
0.55
0.10
0.45
勿質量ずつ
主成してい
[CH.COOCHs]HOY
同温·同圧の気体では, 物質量比=体積比よ
-=1.5
K=-
[CHCOOH] [CH,OH]
0.10
り,両部屋の体積比YA
V。
ニ=9.0となる。
反応させ
(2) 温度が変化しなければ,Kは一定である。酢融
エチルがxmol生成して平衡になったとすると。
\2
CH
体)
(ウ)部屋AのN.O, の解離度をαとおくと,
濃硫酸の
ある。
N.O。→ 2NO。 代
ある。
Iomo
(平衡時)
0.90(1-a)
x
0.90×2a
また,部屋Aの容積は, 8.0×9/10=7.2[L]
計0.90 (1+a) (mol)
V)IXE
2.0-x
=1.5
逆反
K=
HO中
1 4.0-x
V
1.80a
Tom
[NO]?
K=
7.2
-=0.45
Ex-18x+24=0
0.90(1-a)
S 18土、228 =15.1
2
7.2
Q2+0.90a-0.90=0
O x=16.6[mol], 1.45[mol)
0<x<2.0より,
(3) 酢酸とエタノールをx[mol] ずつ反応させたと
する。 )
10g+9a-9=0
a>0より
(エ)部屋Aの気体の総物質量は,
0.90 (1+a) =0.90×1.60=1.44[mol)
部屋Aの気体の圧力をP(Pa] とすると,
P×7.2=1.44×8.3×10°×333
. P=5.52×10°(Pa)
また,部屋Bの気体の圧力とも等しい。
>112(ア)(1.0+a) ×10° (イ)
(2a+3)(5a-3) =0
α=0.60, -1.5(不適) (食)
よ。
x=1.45=1.5[mol) 買
平衡
V
=2.0……)
K=
x-1.0
V
2
要な
数は
2x°-4x+1=0
a°
-×10°
OH E
00
はな
4土/8
x=
4
2土、2
1.0-a
2
(ウ) 0.33 (エ) 1.3×10 (オ) 9.0×10
定数
(ア) CaHe → CaHa + H2
た後
x>1.0より
[別解]の式の左辺は完全平方式なので両辺の平方
根をとり,これを解いてもよい。
x=0.29 (不適), 1.71[mol)
解説
定数
(平衡時)
(1.0-a) a almol)
主数
平衡時の気体の総物質量は,(1.0+a) [mol)
反応前と平衡時の全圧について0K01X0
1.0×10°×V=1.0×8.3×10°×963… ①
P×V=(1.0+a) ×8.3×10°×963…②
成り
1.0
-=±/2 (負号は捨てる)
はす
x-1.0
状態
(4)濃硫酸は脱水作用を示すとともに, エステル化
反応の触媒として働く。触媒は, 正反応 逆反応の
速度をいずれも大きくし,平衡状態に到達するまで
の時間を短縮させるが、平衡そのものは移動させな
いので,平衡定数Kの値は変化しない。
D111(ア) 0.45 (イ) 9.0 (ウ) 0.60
(エ)5.5×10 x20
解説
が解離しているから,
に
より
(1
P=(1.0+a)×10°(Pa)
(イ)(分圧)= (全圧)×(モル分率)より
左辺
1.0-a
1.0-a
も平
PoHe=PX
-= (1.0+a)×10°×
1.0+a
1.0+a
(1.0-a)×10°(Pa)
a
(ア)部屋Aの気体について, N.O。 の 50%
Pot=PH=(1.0+a)×10°×-
1.0+a
Nom MOTA
心の
=a×10°(Pa]
NO。→2NO2
(a×10)?
(1.0-a)×10°
して
平衡時
Pot PHz
Poate
0.90-0.45
0.90 [mol)
無岡係!!
. Kp=
0.90
[NO]?
a?
-×10°[Pa]
K=-
4.0
-=0.45 [mol/L]
1.0-a
0.45
4.0
a?
-×10°=
×10°
(ウ)
1.0-a
O部屋Bに NO2 0.20mol 加えたということは,
N.O.0.10 mol加えたのと同じこと。
部屋Aと部屋Bに入れたNO。の物質量の比は,
ぞれ
(3a-1)(2a+1) =0
6a°+a-1=0
1 1
a=
3'
(不適)
2
0<a<1より
imol
0.90:0.10=9:1
移動壁」