Question

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化学重要問題集101（5）についてです。
（5）の問題文に、b（平衡状態）では537℃、反応前は27℃と書いていますが、このように反応前後で温度が違う場合でも解説の青で囲っているような表は使えるのですか？

101.〈アンモニア合成の平衡)
図は、水素と窒素を3:1 の物質量比で混合して平
、衡に達したときの,各温度における気体中に含まれる
触媒を加えて圧力を3.0×10'Paに保った場合の結果
(100 終
4後状態のとき
[%100
幌医大。
60
40
である。次の問いに答えよ。なお,気体はすべて理想
気体と見なすこと。
)図とルシャトリエの原理に基づいて考えると,ア
フシモニアが生成する反応は発熱反応か, 吸熱反応か。
「発熱,吸熱,判断できない」のいずれかで答えよ。
の 工業的なアンモニア合成の反応温度は 500°C付近である。図からわかるように低
温でアンモニアの物質量百分率がより高くなるにもかかわらず, 500°℃付近で反応さ
20
K100C
て温度を
Aの物気
0
200 300 400 506 600 700
温度
1, 2.0
温度
せるのはなぜか。理由を簡潔に記せ。
(3) 触媒を加えて圧力を6.0×10' Pa に保った場合の平衡におけるアンモニアの物質量
百分率の温度変化は, 図の曲線(a), (b), (c)のうちいずれか, 記号で記せ。
触媒を加えず圧力を3.0×10'Paに保った場合の平衡におけるアンモニアの物質量
百分率の温度変化は, 図の曲線(a), (b), (c)のうちいずれか, 記号で記せ。
曲線(b)は, 537°C, 3.0×10'Paで 20%の値をとる。 このとき, アンモニアが
1.0×10°mol 存在するとすれば,反応前の水素と窒素の混合気体の体積は, 27°℃,
3.0×10°Pa で何m°か, 有効数字2桁で記せ。 気体定数 R=8.3×10°Pa·L/(mol·K)
る容器
3,C
T, K
一衡状態
[10 同志社大)
えた後
背量を
アンモニアの物質量百分率
ミ

(5)反応前に Na がx [mol], Haが3x[mol) あるとすると, ノ
3He
→ 2NH3
N2
1 (nal
んり
3xてM
反応前
0
x
平衡時 x
1.0×10
3×1.0×10°
3x-
1.0×10 [mol]
2
2
NHs が平衡時の 20%なので,
1.0×10
En
そいがチてx-0.50×10)+(3x-1.5×10)+1.0×10°
=0.20
x=1.5×10°(mol)
反応前の N2 と Hzは合計 4x=4×1.5×10°=6.0×10 (mol) なので,
混合気体の体積をV[L]とすると,かV=nRT より,
3.0×107×V=6.0×10°×8.3×10°×(27+273)
V=5.0×10*(L)
よって、 50m
※3
3