Question

あや

化重p53 102
cがどういうことか分からないので教えてください。
あと、bはNO₂の前の係数が1じゃないので生成熱の正負は判断出来ないという考えで合ってますか？

102. 〈平衡状態の移動> 思考
二酸化窒素 NO2 は赤褐色の気体, 四酸化二窒素 N2O4 は無色の気体である。これらの
混合気体を試験管に封入すると,次の反応が平衡状態となる。
2NO2 ← N2O4
混合気体を封入した試験管を, 冷水に浸して気体の色を観察した。この試験管を冷水

から取り出し,温水に浸して温めると、温める前に比べてその色が濃くなった。 0°
この実験結果から,次の記述a~cの正誤についてどのように判断できるか。それぞ
れ下の①~③のうちから当てはまるものを一つずつ選べ。 ただし,必要であれば、同じ
選択肢を繰り返し用いてもよい。 また、試験管内の混合気体の体積は変化しないものと
する。
a NO2 から N2O4 が生成する反応は発熱反応である。
b NO2 の生成熱は負の値である。
C 温水に浸した後の試験管内にある混合気体の平均分子量は,冷水に浸していたとき
よりも大きい。
① この実験結果から, 正しいと判断できる。
② この実験結果から, 誤りと判断できる。
③ この実験結果からは判断できない。
[18 川崎医大〕

a
温度を上げると吸熱方向へ平衡が移動する。 左方向への反応が吸
熱なので, 右方向への反応は発熱である。 正しい。
baより, 2molのNO2 のもつエネルギーは, 1molのNO4 のもつ
エネルギーより大きいことはわかるが, NO2 の生成熱の正負は判断
できない。
cNO2 の分子量の方が N2O4 の分子量より小さい。 温度を上げて平
衡が左方向へ移動すると, 平均分子量は小さくなる。 誤り。

反応の速さと化学平衡 平衡状態の移動

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ちー

bはそもそも生成熱は平衡の式とは関係がないので分かりません。cは温度を上げると分子量が小さい方の二酸化窒素が増えて大きい方の四酸化二窒素が減るので平均分子量は小さくなります。

あや

分子量がどっちの方が大きいかは、どのように考えたらいいのでしょうか？

ちー

具体的な数値で考えてみたらいいと思います。
例えば最初の状態で二酸化窒素と四酸化二窒素の割合を50%50%として、平衡が動いた後を60%40%とすると、平均分子量は分子量×物質の割合なので、平衡が動く前は46×0.5+92×0.5(窒素の分子量を14酸素の分子量を16としました。)動いた後は、46×0.6+92×0.4になります。これを計算すると減っていることがわかるし、計算しなくても大きい方の割合が減っているのだから全体も減るだろうと推測ができます。

あや

ありがとうございます！！

Answer 2

Yui

bの解答：③判断不可
→反応式での係数は各物質の物質量の比であるのに対し化学平衡での係数は各物質の濃度比であるため、
これら2つの係数は別物で無関係。従って生成熱の正負の判断は化学平衡の係数からは判断不可である。

cの解答：②誤り
→温水で試験管を温めると、平衡を維持しようと吸熱反応になり、新しい平衡(初めより左方向)が生成される。
今回の混合気体の平均分子量Mの式は、
体積が一定であることから、分子量·体積をNO₂はMa·Va、四酸化二窒素をMb·Vbとし、
M=Ma×(Va／Va+Vb)+Mb×(Va／Va+Vb)
となる。
新しい平衡は初めより左方向なので、初めの平衡時よりMb(濃度)が下がり、Ma(濃度)が上がる。
すると、平均分子量の式より、元より値が下がる。
従って、cは正しいと判断できる。

あや

なぜM=Ma×(Va／Va+Vb)+Mb×(Vb／Va+Vb)になるのか理解出来ないです💦