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化学 高校生

化学、平衡の量的関係の問題です。(4)の問題が分かりません。答えを見て一応理解はできるのですが、ノートに自分で molの量の変化を書いてみたのですが、1.5molから7.0molになっているから5.5mol増加して、酢酸とエタノールも5.5mol増加というようにならないのは... 続きを読む

3 [平衡状態] 窒素と水素を密閉容器に入れ、 適当な触媒を加えた後、一定温度に つ, N2 +3H22NH3の平衡状態に達した。 次の (1)~(4)の記述のうち,正し ものには○、誤っているものには×を記せ。 窒素と水素とアンモニアの濃度の比は1:3:2 である。 窒素分子と水素分子の数の和は,アンモニア分子の数と等しい。 窒素と水素が反応する速さとアンモニアが分解する速さが等しい。 D窒素と水素が反応しなくなり, 反応が停止している。 5 [平衡の量的関係] 酢酸とエタノールの混合物に少量の濃硫酸を加えてある 一定の温度で反応させると,次式で示される反応が起こる。 CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 酢酸1.0molとエタノール1.8molを混合して70℃で反応させたところ, 平衡状態に なり、酢酸エチルが0.90mol 生じていた。 この反応の平衡定数を表す式を書け。 2 この反応の70℃における平衡定数を求めよ。 (3) 酢酸2.0molとエタノール2.0molを混合して70℃に保ち、 平衡状態になったとき 酢酸エチルは何mol生じているか。 (4) (3)の平衡状態にある混合物に酢酸エチルと水を加えて70℃に保ち, 再び平衡状 態になったとき, 酢酸エチルは7.0mol, 水は 7.0mol となった。 このとき, エタノ コールは何mol 生じているか。 (5) 温度を一定に保ったまま, (4)の平衡状態にある混合物に酢酸を加えたとき, この 平衡はどのようになるか。 次の(ア)~ (ウ)から選び, 記号で答えよ。 (ア) エタノールの濃度が増加する方向に移動する。 (イ) エタノールの濃度が減少する方向に移動する。 (ウ) 移動しない。 8/19 8/25 918010/10/12 10/16 4.5.8 °C X4 06 [平衡の移動] 次の各反応が平衡状態にあるとき,( (4) 新たな平衡状態における酢酸とエタノールの物質量 をそれぞれx [mol] 溶液の体積をV"[L] とすると, 7.07.0 K= -=9.0 x>0より, point S 長× x ≒ 2.3mol (5) ルシャトリエの原理から、酢酸の濃度が減少する方 向に平衡が移動する。 したがって, 正反応が進み, エ タノールの濃度は減少する。 266 平衡の移動 (1) 右向き (2) 左向き (5) 左向き (6) 移動しない 7.03.0 x 一 最初の酢酸とエタノール 物質量は等しい。 また 式より、変化量も等しい。 (3) 移動しない (4) 移動しない (7) 右向き (8) 左向き (1) 温度を上げると, 温度の上昇をやわらげるために, 吸熱反応の向き (右向き) に平衡が移動する。 (2) 圧力を大きくすると、 圧力の増加をやわらげるため に, 圧力が減少する向き, すなわち気体分子の数が減 少する向き (左向き)に平衡が移動する。 C (黒鉛)は 体なので、圧力変化による平衡の移動には関与しない (3) 温度一定で体積を大きくすると,ボイルの 圧力が減少する。この影響をやわらげるために、 圧 が増加する向き すなわち気体分子の数が増 たがって、酢酸とエタノー の平衡時の物質量は等し ルシャトリエの原理に基づいて,平衡移動の向きを考える。 平衡状態 (②2WH) → N2+3H2)の反応速度が等しく, 見かけ上 応が停止している。 また、化学反応式における各物質の係数は、反応が起 こって新たな物質が生成する際の各物質の物質量の変化 量の比を表しており, 平衡状態における各物質の物質量 の比を表しているのではない。 PV=nRT P=ORT V は分1 関 265 平衡の量的関係 (2) 9.0 (3) 1.5mol (4) 2.3mol (5)(イ) 平衡時における各物質の物質量を整理し、溶液の体積をV[L] として平衡定数の 式に代入する。 [CH3COOCH] [HO] (1) KTCH COOH] [C₂H₂OH 反応式の係数をもとに各物質の物質量の変化を整理 すると,次のようになる。 + C2H5OH 反応前 1.8 変化量 平衡時 -0.90 0.90 溶液の体積をV[L] とすると, 平衡定数Kは, 0.90 CH.COOH 1.0 -0.90 0.10 K=- mol/L x 0.90 〒mol/L a mol/L x 0.00 mol/L 0.10 平衡状態でCH COOC2Hs がx [mol] 生じたとする と、それぞれの物質量の関係は次のようになる。 CH3COOH 2.0 反応前 変化量 =9.0 C2H5OH 2.0 -x 205x 2.0 溶液の体積をV'[L] とすると, 2 K = [CH COOCH5] [H20] [CH3COOH] [C2H5OH] 020-x>0 より 20=3.0 x=1.5mol X CHCOOC2H5 0 +0.90 20.90 水 CHCOOCH 0 2,0-x 148 =90 + + H₂0 1.5 ta (=552) 7.0 これは反応によって [mol] [mol] 0.90 [mol] できたから無視しない 20 +0.90 CH3Cool + C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 05 H₂O 0 +x L² 温度が一定であれば、 平衡 定数Kは一定の値をとる。 したがって (2)で求めたKの 値を利用して計算する。 1.5 (mol) (mol) [mol] 第8章 化学平衡 | 177 Dath 化学・第3編 +α(=5.5?) 7.0

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(1)(2)ではH+ =√(cK1)が成り立っているのになぜ(3)では1.0×10⁻²≠√1.0×10⁻¹×1.0×10⁻⁷となるんでしょうか

HS → H+ + S° K2=1.3×10-13mol/L ~(3)で最も近い値を(ア)~(カ)の中から一つ選べ。 1013hPa で水溶液1Lに気体の硫化水素は PHによらず0.10mol 溶解するものとする。 ただし,気体の溶解による溶液の体積変化は無いものとし, 温度は常に25°℃とする。 (12 福岡大 改) 2f25 1硫化水素は水浴液中では、次のように2段階で電離し, それぞれの平衡定数を K, Kaとする。 HeS 三 H* + HS- K=1.0×10-7mol/L の -13 2) 居休の硫化水素を 1013hPa にて飽和した水溶液中における H* の濃度は何 mol/L ただし、K2は Kiよりもはるかに小さく, H* および HS- の濃度は①の反応だけ で決まるとする。 (ア) 1.0×10-8 (オ) 1.3×10-3 (2)気体の硫化水素の圧力を9117hPaにしたとき, S°- の濃度は何 mol/L か。 ただし, 気体の硫化水素の溶解は, ヘンリーの法則に従うとする。 MomL (ウ) 1.3×10-6 (イ) 1.1×10-7 (カ) 2.6×10-3 (mol/L) (エ) 1.0×10-4 (ア) 4.3×10-14 (イ) 1.3×10-13 (ウ) 3.9×10-13 (エ) 1.3×10-12 4.3×10-12 (カ) 3.9×10-11 (mol/L) (3)1013hPa で塩酸に気体の硫化水素を飽和させた水溶液の PHは2であった。その 俗液中の S°- の濃度は何 mol/L か。 () 1.3×10-17 (イ) 1.3×10-16 (ウ) 1.0×10-10 (エ) 1.0×10-7 (オ)1.3×10-5 (カ) 1.0×10-4 (mol/L) (17 順天堂大 tiぜ(ckie IHIがしか。 IckiとIHI

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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

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