Question

樹愛

化学の平衡の問題です。解き方がまったくもってわからないので教えて欲しいです！！

模試対策 ⑩ 平衡>美永
311 次のA~Cの文を読み, 問 1~7に答えよ。 答の数値は四捨五入により有効数字2桁で記せ。 ただし, 気
体は理想気体として扱うことができ, 固体触媒の体積は無視できるものとする。 また, 必要があれば次の
数値を用いよ。
気体定数R=8.3×10² Pa・L/(K mol) √2=1.41
A メタノール CH3OH は、 低公害自動車用の燃料や水素一酸素燃料電池の水素供給源などとして広く
利用されており、工業的には, 一酸化炭素と水素に固体触媒(CuO/ZnO/Alz0s) の存在下、約 520K,
約 1.0×107Paの条件下で製造されている｡
以下では, ① 式以外の反応は考えないものとする。
CO (気) +2H2 (気) CH3OH (気)
問1① 式の反応に関する次の(ア)~ (オ) の記述のうちから、正しいものを二つ選びその記号を記せ。
(ア) 平衡状態においては、正反応と逆反応の反応速度は等しい。
(イ) 平衡状態においては,正反応と逆反応はどちらも起こっていない。
(ウ) 平衡状態において,物質量比は常に CO:H2CH3OH=1:2:1となる。
(エ) 触媒を加えると、正反応の反応熱は小さくなる。
(オ) 触媒を加えると、正反応と逆反応の活性化エネルギーはともに小さくなる。
問2 ① 式の平衡定数Kを平衡状態における各成分のモル濃度 [CO]、 [H2] [CH3OH] を用いて表せ。
B体積可変の反応容器に CO 1.0 mol と H2 2.0 mol を入れ, 固体触媒を加えたのち, 温度を520K, 圧
力を 2.60 × 106 Paに保ったところ、 ①式の平衡状態(状態Ⅰ) になった。 このとき気体の体積は 3.32L
であった。
状態 Ⅰ から,温度を520 K に保ったまま圧縮して, ある体積に保
つと新たな平衡状態(状態II) になった。
問3 状態 Ⅰ において反応容器内に存在する気体の物質量は合計何
mol か｡
Klom 00.0110 01.0
問4 温度 520 K における ① 式の平衡定数Kの値を単位とともに記せ。)
問5 状態 ⅡIⅠにおける CH3OH のモル濃度は状態Ⅰのときの 2.82
(=2√2) 倍であった。 状態ⅡIにおけるCO のモル濃度は何mol/L
か。 は
問6 状態 ⅡIにおける気体の体積は何Lか。
体積可変の反応容器に CO 1.0mol と H22.0 mol を入れ, 温度を520K, 圧力を 2.60×10-Paに保ったと
き ①式の反応によって生成するメタノールの物質量と反応時間との関係を表すグラフは図1のようにな
った。なお, ①式の反応の熱化学方程式は次の②式で表される。
CO (気体) +2H2 (気体) = CH3OH (気体)+93 kJ ②
問7他の条件はそのままで, 下線部の条件を次の(1), (2) のように変化させた場合, 生成するメタノー
ルの物質量と反応時間との関係を表すグラフの概形として最も適するものをそれぞれ一つずつ選
びその記号を記せ。 ただし, それぞれの図中の破線は, 下線部の条件で反応させた場合のグラフ (図
1) である。
(1) 圧力を 2.60 × 106 Pa よりも高くする。
メタノールの物質量
図1
反応時間

メタノールの物質量
0
(2) 温度を520Kよりも高くする。
メタノールの物質量
反応時間
反応時間
ノタノールの物質量
メタノールの物質量
0
(イ)
0 反応時間
(オ)
反応時間
メタノールの物質量
反応時間
(09-3K)

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