化学
高校生
解決済み

【化学 平衡】
容積一定の容器にH2 1.00molとI2 1.00molを入れて加熱し、一定温度に保ったところ、反応が平衡状態に達してHIが1.6mol生成した。H2+I2⇋2HI

(2)同じ容器にH2 1.5molとI2 1.5molを入れて同じ温度に保った時、平衡状態におけるHIの物質量を求めよ。

という問題が分かりません。1.5molは1.00molに加えて反応前の値が2.5molになるのでしょうか?(1)の平衡定数を求める問題は分かったのですが、(2)の解き方を教えて頂けますと助かります🙏

回答

✨ ベストアンサー ✨

質量作用の法則(教科書によっては化学平衡の法則と書かれます)とは何か。平衡定数をなぜ求めるのか。この辺りの理解がぶれてしまうと平衡の問題が全て解けなくなってしまうので一度解説したいと思います。長くなるので分割投稿します。
この法則は明治時代に入ってきたものです。時は文明開化、その前は江戸時代で鎖国やってましたので当時の日本人の英語力はまだ高くなかった。そのためとんでもない誤訳をして語り継がれてしまったのです。
質量作用と習ったなら、これのどこに質量関係あるの?と思うかもしれませんが、正しくは全体挙動の法則です。
外的要因を一定として、ある化学反応を行うと何モル用意したかで平衡時の使用や出来上がりの量は変わりますが、その割合は一定となるはずです。これを平衡定数として表す。
同じ条件下で物質の増減を行った時、反応物と生成物は平衡定数の値になるように「全体が動く」んだよ、という事を言っているわけです。             続く

sho

この問題だと、小問1で平衡定数の値を求めています。ここで小問2の同じ容器、同じ体積というのがキーになります。
外的要因がないわけですからモル濃度に着目した時に、1番とはモル数が違っても結局は平衡定数の値におさまるように全体が挙動する。
だから、求めたいヨウ化水素のモルを変数で置いて、平衡時のモルを求める。1番の定数が使えるからそれにあうように方程式を立式し求めます。今後色んな平衡を習っていきますが、結局この考え方がベースになるのでとても重要です。
余談ですがのちに出てくるルシャトリエの濃度の原理は、これらをいちいち計算しなくて反応式を見るだけでわかるようにしたかった、という事で作られたのでこの考え方がわかれば原理の意味もわかります。

@risa

大変分かりやすく丁寧なご回答ありがとうございます!学んだことを参考に平衡の問題に慣れていこうと思います🙌
混乱していたので、とても助かりました😖🙏

sho

僕も高校生の時はこいつに苦しめられました。笑
ここが分からなくなるのははっきり言って半分教科書が悪いやろ、て思うくらいです。
以前@risaさんの数列の問題も回答した事があったのですが、聞く前にしっかり考えられる方だと思ったのでそれが災いして変な形で定着したら困るなて思って長々と書いちゃいました。
用語は教科書の通り覚えたとしても、解く時はそれにフタをして全体挙動という意味を押さえて欲しいです。
勉強がんばってください。

@risa

以前もお世話になっていたのですね!その節はどうもありがとうございました😌
そんなふうに言っていただけて嬉しいです!そのお言葉をモチベーションにまた頑張れます😂💪
また機会がありましたらshoさんからご教示頂きたいです!ありがとうございました😄

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