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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