Question

うる

化学平衡の問題です
IIの問3がわかりません。画像三枚目のように考えました。

触媒の存在下で、酢酸 CHCOOH とエタノールCHOHを反応させると、酢酸エチ
ル CH COOCH」 と水HOが生じる。 この反応は酢酸やエタノールが全て消費され
るまで進行することはなく、ある程度の時間がたつと平衡状態に達する。
CHCOOH + C2H5OHCH COOCH + H2O
平衡状態では、酢酸、エタノール、酢酸エチルおよび水の混合溶液となっている。
間1 酢酸 1.05mol とエタノール 1.44 mol を混合して25℃に保っておいたところ、
ばらくすると平衡状態に達した。このとき、混合溶液の中には0.25molの酢酸が含
まれていることがわかった。 この反応における25℃での平衡定数はいくらか。有
効数字2桁で求めよ。
問2 酢酸エチル 200 mol と水 2.00 mol を混合して25℃に保っておいたところ、しば
らくすると平衡状態に達した。このとき、混合溶液の中には何molの酢酸エチルが
含まれているか。 有効数字2桁で求めよ。
1問3 問2の平衡状態で、さらに水3.00molを混合して25℃に保っておいたところ、酢
酸エチルの量は再び変化し、やがて平衡状態に達した。このとき、混合溶液の中には
何molの酢酸エチルが含まれているか。 有効数字2桁で求めよ。
(I 川崎医科大 Ⅱ 大阪工大〈改〉)

A/L)
A
3.0 + 4.0 + 2.0
【解説)
I 問1 反応の量的関係を示す。
(mol)
反応前
変化量
平衡時
4.0
- 1.0
3.0
求める物質量は,
+
2B
2C
6.0
0
反応前
- 2.0
+ 2.0
変化量
(mol) CH COOH + CH,OH
0
CH3COOCH の変化量を
0
平衡時
エ
とすると,
(mol)
CH,COOCH₁ + H₂O
2.00
2.00
4.0
2.0
2
200
問題文より
の変化量をy (mol) とすると,
問2 追加したAの物質量をæ (mol), A
= 9.0 mol
衡定数はK=4.0である。
温度一定なら平衡定数は変わらないので、 平
200
2.00-
平衡状態において化学平衡の法則より。
X
K=
V
2.00-2
V
A
+ 2B 1
2C
長×
H
= 4.0
(mol)
反応前
4.0
2.0
3.0+税
-2y
+2y
両辺の√をとると,
2.00
変化量
-y
平衡時 3.0+æ-y
4.0-2y
2.0+2y
H
= 2.0
ルギ
BとCの分圧が等しいので物質量も等しい。
4.0 - 2y = 2.0 + 2y
y = 0.50mol
また、問1と2では温度一定より平衡定
数が等しいので,
[C] 2
K= [A][B] 2
3.0\2
40\2
(3.0) × (4.0) 2
0<x<2.00より, z=0.666
よって、 平衡時のCH COOCH の物質量は,
2.00 -z=2.00 -0.666=1.33mol
問3 H2O を平衡状態で加えても反応前
に加えても、たどりつく平衡は同じになる
ので新しい平衡状態でのCH COOC2H5 の
物質量は同じになる。 よって、 反応前の
CH3COOC2H5 2.00mol, H2O 2.00_+ 3.00
= 5.00 mol, CH COOC2H5の変化量を! (mol)
とすると,
x= 9.5 mol
2
(2.5+x
×
反応前
1.05
1.44
I 問1 反応の量的関係を示す。
(mol) CH3COOH +C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
0
0
(mol) CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
反応前
2.00
5.00
変化量
+y
+1
平衡時
-y
-y
y
y
0
0
変化量
- 0.80
-
-0.80
+ 0.80
+ 0.80
平衡時
0.25
0.64
0.80
0.80
K =
V
平衡状態において化学平衡の法則より,
200-yx
5.00-y
2.00-y
5.00-y
V = 4.0
V
平衡状態において化学平衡の法則より、
K =
[CH3COOC2H5] [H20]
[CH3COOH] [C2H5OH]
0.80 0.80
×
V
V
=
= = 4.0
0.25
0.64
×
V
V
問2 平衡状態に達するまでの
3y² + 7y - 10 = 0 (g - 1) (3y + 10) = 0
0 <y < 2.00より, y = 1.00
よって, 平衡時の CH3COOC2H5の物質量は,
2.00 1.001.00mol
-

問3
問2で酢酸エチルが1.33mol
と求めたので
前 0.66 0.66
1.33
1.33+3,00
+2
+x
【
- a
ース
(1.33-x) (4.33-x)
(0.66+x)
2
4.0

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

画像3枚目がやりたいことは伝わりましたが、molの値が間違い。
この計算をすると、1.33を使うことになり、計算がすごく面倒になるから、平衡定数は平衡前後で物質を追加しても変わらないことを利用し、2molと5molからの計算にしている🙇

🍇こつぶ🐡

ごめんなさい。2-0.66＝1.33だから、
画像3枚目の式はあってます。
ただ、この二次方程式を解の公式で解けたらよいのですが、無理だから、酢酸エチル2mol、水5molから考える計算をします🙇

うる

平衡定数は反応前でも後でも変わらないということを覚えておく感じですね。ありがとうございます！

Answer 2

ものぐさ

それで大丈夫ですよ。ただ(2)の段階で0.33は1/3のことなので0.33のまま計算するより分数で表した方が計算が楽になります。

うる

確かに小数より分数の方が計算が楽ですね！ありがとうございます！