Question

もともと

解説が理解できないので説明お願いします🙇‍♀️💦

の
b 二酸化窒素を加圧すると一部が四酸化二室素に変化する。今, 四酸化二窒素
を 1.00mol 得る目的で二酸化窒素を」Imol] 容器に入れ, 全圧を1.00×10°Pa
に保った。温座え全氏一定で反応させたところ,反応は以下の可逆反応式にし
たがって起こり. 平衡状態に達した。
『 の N,0,
Noy
2NO。
* この可逆反応における圧平衡定数をK=1,33×10Pa] とすると. xはいく
らか。最も適当な数値を、次の0~⑧のうちから一つ選べ。
20
mol
0 2.00
(2) 2.50
3 3.75
4.00
5) 6.25
7.50
8.75
8
10.0
銅に農硝酸を加えると気体を発生して溶けた。 反応式の係数 (a~e) の組
C
合せとして正しいものを, 下の①~⑧のうちから一つ選べ。 ただし、 係数がな

CaO
·CaClz
炉
機 Ca(OH)。
塔
水
異なる色の難溶性塩とは,褐色の酸化銀(1) を生成する③である。
18
問2 硝酸は爆薬や医薬品,繊維産業など多岐にわたる工業製品の原
料となる重要な物質である。この硝酸はかつては硝石に酸を加えて
発生させていたが、現在は以下のオストワルト法を用いてアンモニ
アから製造されている。
(NO
NH。
+H,O
* NO 2
→ NO
(Pt)
HNO。
① 4NH, + 50,-
2NO + O2
→ 4NO + 6H,0
2NO。
③ 3NO, + H,0→2HNO。 + NO
アンモニアを,白金を触媒として酸素と反応させると一酸化窒素
となる。この気体はさらに酸素と反応して赤褐色の二酸化窒素とな
る。これをさらに水と反応させると硝酸が得られる。
a
19
…0
b. 可逆反応の反応量に関する計算である。このような問題は,反応
がどこまで進行して平衡状態を形成しているかがわからないため,
反応前,反応量,平衡状態の物質量 [mol] やモル濃度 [mol/L] な
どをバランスシートにまとめて, その値を平衡定数の式に代入して
計算を行う。
まず, 今回の問題では, 二酸化窒素 NO, のはじめの量がわから
ないため,これをx [mol] と置く。そしてこのうち, 何割の分子
が解離したかをαで表す。 これは「全体を1と置いたとき; そのう
ち何割解離したか」 という意味であり, 通常は 100倍すればパーセ
ントになる数値である。
今回は,係数比の関係から, 全体を1としたとき. NO, が割合
2 α (0< α <
だけ反応したとする。
これより,バランスシートは以下の通りとなる。
N,0,- 2NO。
全体量
反応前
X
x
反応量
平衡状態
ここで、必要な四酸化二窒素 N,0,は1.00mol であるため、
a
1-2 a
1-α
X α
(1-2 a)x
(1-a)x

これをア式に代入すると
ax = 1.00 より
xa= 1.00 ア式
-x = 1.00
ここで、未知数はxとaの2つであるため, もう1つ方程式があ
れば、xもaも求められる。そこで圧平衡定数K,の条件の利用を
考える。
圧平衡定数K。に代入して計算を行う場合, 変化する条件が物質
量で与えられていれば,まずはそれを分圧条件に直す必要がある。
物質量の条件を圧力に直すには, 以下の式を利用する。
x= 4.00 (mol)
20 |…O
c 希硝酸,濃硝酸,熱濃硫酸は, 酸化力 (電子を吸収する力)が非
常に強い酸(H*を放出する物質)である。よって, 通常の酸では
溶解できない銅や銀の単体を溶かす。 この際, 電子を吸収するのは
H*ではなく、NO,"や SO,?-であり,以下の半反応式にしたがって,
酸化剤の反応を行う。
(分圧 P):(全圧P)
=(成分の物質量 n): (全物質量 n)
希硝酸 NO,+ 4H* + 3e~→ NO + 2H,0
濃硝酸 NO,+ 2H*+ e"→ NO, + H,O
熱濃硫酸 SO"+ 4H*+ 2e→ SO, + 2H,0
→P, = Px"
れ
この式を用いてこのときの各成分の分圧を求めると, 以下の通り
となる。
一方,この反応が起きる場合, 電子は銅や銀が供給する。
αX
Po= 1.00 × 10° ×
(1-α)x
銅 Cu→ Cu'* + 2e"
銀 Ag→ Ag*+e
X
× 10°
1-a
(1 - 2a)x
(1-a)x
P, = 1.00 × 10° ×
ここでは,銅を濃硝酸に溶かす反応なので, 以下の式から電子
eを消去して1つの式にすれば良い。
1-2a
× 10°
1-a
平衡定数は K。= 1.33 × 10° [Pa] であるから, 反応式の係数と
単位がPa であることを考慮して, 次のように表される。
NO, + 2H*+ e"→ NO, + H,0…イ式
Cu → Cu'* + 2e"…ウ式
(Pso)
K, =
Pa04
(イ式)×2+ (ウ式) より 2e"を消去
この式に,aの関数で表された平衡状態の各分圧を代入すると以
下の通りとなる。
2NO。+ 4H* + Cu→ 2NO, + 2H,0 + Cu°*
(1-2ax 10°)
この反応のままでは, プラスイォンの価数の和と. マイナスイオ
ンの価数の和がー致せず, 右辺·左辺とも+2ずつ過剰である。よっ
て,両辺にマイナスイオンをたす必要がある。
この反応では、銅と硝酸しか使っていないため, 加える事が可能
なイオンは NO,だけである。
よって両辺に NO,"を 2つずつ足す。
1- α
1.33 × 10° =
× 10°
1-α
1.3 × 10 -( × 0
-2a\/l -2α\
1-α
1-α
1.33 を
として
3
(1 -2 α)?
4NO,+ 4H* + Cu→ 2NO, + 2H,0 + Cu** + 2NO,
4
3
a(1 -a)
16a - 16α + 3 = 0
最後にこれらを組み合わせる。
(4α - 1)(4α - 3) = 0
Cu + 4HNO,→ Cu(NO,)a + 2H,0 + 2NO
3
1
4'4
α =
ここで, aの定義域が (0< a <-)であるため, a =
ーは不適。
答えは1,4,1,2,2の順
21
…の
1
.. a=
4
問3 水の中にどのような金属イオンが含まれているかを決まった順

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

まろん

私もこの解説を読んでみましたが、理解できなかったです😵
二酸化窒素はそもそも解離しているのに、解離度を考えていて、意味不明でした。（私の理解力がないだけかもしれませんが）
とりあえず、自分なりの解き方で答えにたどり着けたので、載せておきます。

もともと

ですよね😅
助かります！ありがとうございます🙇‍♀️