問2 次の文章を読んで, 設問 (1)~(6)に答えよ。
7mol 3mal
窒素 N21.0mol. 水素 H2 3.0molの混合気体を少量の四酸化三鉄 FeO』とともに容
積可変の密閉容器に入れ、 ある温度で反応させると, 式 (1) の反応が起こり, アンモニ
アNH』 が生じた。
2mol
N2 + 3H2 2NH3
チュ
Ett
(1)
2コ
容器内の圧力をP 〔Pa] に保つと、 混合気体中の物質量の比がN: H2: NH3 =1:3:
2になったところで平衡状態となった (平衡状態1とする)。
また,平衡状態における各気体の分圧をPNa. PH, PN4 とすると,圧平衡定数 K, は
式 (2) のようになり, P1 を用いてK を表すと式(3)のようになる。
(PNH) 2
K₁ =
PN2X (PH2 ) 3
ア
[ウ
Kp=
P1
イ
平衡状態1から温度を一定に保ったままで, 圧力を Pi 〔Pa] よりも
設問(5) 空欄
ク にあてはまる整数を記せ。
設問(6) 平衡状態における正反応によるNH』の生成速度を11. 逆反応による NH3
の分解速度をvi', 平衡状態2における正反応による NH3の生成速度をV2,
逆反応によるNH の分解速度を vzとする。また,平衡状態1から平衡状態
2に変化する過程でのある時間における正反応によるNH3 の生成速度を
Ut, 逆反応による NH3 の分解速度を ur' とする。 次の(a)~(c)に示した反応速
度の大小関係を等号もしくは不等号を用いて表せ。
(a)
(b) vi v₂
(C) vt v2
平
1→2
平衡状態では
1→
2
(2)
→正
NH
←反応
(3)
NHD減らす反応の
方が速い
正反と反の亜同じ
ひび
NHS
だんだん NHSの増える
速度
ひこぴ
ひとくひと
ひとつひ
平衡2の方がより
NH
ひょうひ
エ(高い低い) P2 〔Pa] に保つと,平衡がオ(右左に移動し,N2, H2, NH3 の
物質量の比が1
カ 1になったところで新たな平衡状態となった (平衡状態 2
とする)。 P1とP2 の間には式 (4) の関係が成り立つ。
P2=
-P1
(4)
ク
設問 (1) 式 (1) のアンモニアを合成する方法の名称を記せ。
設問(2) 平衡状態1 における NH3 の物質量を有効数字2桁で記せ。
設問(3) 空欄
ア
~
ウ にあてはまる整数を記せ。
設問 (4) 空欄 エ
オ
に括弧内の語句のいずれかを記せ。
い
ひょうひょ