Chemistry
มัธยมปลาย
平衡時のアンモニアの物質量を求めるところまでしかわかりません。詳しく知りたいです。
および単位とと
必要ならば次の値を用いよ。 すべての気体は理想気体としてふるまうものとする。
原子量: H=1.00, C=12.0, N = 14.00 = 16.0, A1 = 27.0, P = 31.0, C1 =35.5,
Cr = 52.0,Sn=119, 気体定数 : R = 8.31 × 103 Pa・L/(K・mol), ファラデー定数:
F = 9.65 × 104C/mol, 25.0℃における水のイオン積: Kw = 1.00 × 10-14 (mol/L) 2.
25.0℃におけるアンモニアの電離定数 : Kb = 1.80 × 10-5mol/L, 標準状態 (0℃,
1.01 × 105 Pa) における理想気体のモル体積:22.4L/mol, log10 2 0.301, log10 3 = 0.477
次の文章Ⅰ,Ⅱ を読み, 設問に答えよ。 ただし, 温度による容器の体積変化は無視できるもの
とする。
[mol] を, 解法
と、次の(2)
行った。 こ
1
【2)
I 窒素と水素を混合した気体を,四酸化三鉄を主成分とした触媒を含む容器内において高温高
圧条件で反応させると, アンモニアが生成し,次の(1)式で表される平衡状態に達する。
Lとし、
00 mL
N2 + 3H22NH3
.........(1)
O
容積 10.0Lの耐圧容器を用いて,温度を500℃に保ちながら以下の操作を行った。ただ
し、容器内には常に十分量の触媒が存在し, その体積は無視できるものとする。
に
操作1 容器に窒素 10.0mol と水素10.0mol を入れたのち,一定時間反応させると,(1)式で
表される平衡状態に達し, 容器内の圧力は反応開始時の 80.0%に減少した。
操作2 容器内の混合気体から, アンモニアのみをすべて取り除いたのち, 容器内にさらに窒
素を追加し,一定時間反応させたところ, 再び(1) 式で表される平衡状態に達し, アンモ
ニアの分圧は9.00 × 105 Paとなった。
と
と視
ご
問1 操作1の平衡状態において、窒素の分圧は水素の分圧の何倍か、 解法とともに有効数字
N2+3H22NH3
2桁で答えよ。
10 10
-X
10-x 10-3x
圧力一物質量化
0
20
+2x
-2x
220-22
問3. 平衡時のNH の物質量 n [mol] は,気体の状態方程式pV=nRT
より
9.00×105×10.0=n×8.31×10°×773
n=1.40[mol]
決めることができる。
実験時に加えた N2 を x[mol] とすると,平衡時の各物質の濃度は
[N2]=
7.30+x
10.0
- [mol/L] [Hz]=
1.90
10.0
=0.190 [mol/L],
1.40
[NH3]=
-=0.140[mol/L]
10.0
[NH3]2
K=-
に代入して
[N2][Hz]3
静岡県立大-中期
3.12=-
0.1402
7.30+x
× 0.1903
10.0
x=1.85
≒1.9[mol]
問4.電離度 α ≪1 なら
･･･(答)
「OH-1=
20
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