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問題文①に、「ある温度に保持」とある……温度一定
同じく①に、「容器に入れて」とある。
容器のサイズは変わらない……体積一定🙇
Chemistry
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว
体積と温度が一定ってなんで分かるんですか？
②体積と温度が一定であるから,気体の状態方程式より, 圧力は物質量に比例する。
C2H4 とH2 を投入した時点での総物質量を n; 〔mol],平衡時の総物質量を ne [mol] とす
ると,
P
e
Pi
=
ne
ny
(a
x)+(α-x) +x
2 a
X
...(vi) 2
=1
a + a
2 a
ノートを使って取り組もう!
次の文を読み,以下の (1)~(3) に答えよ。 なお物質Aのモル濃度は, [A] [mol/L] で表し,
気体定数は 8.31 × 103 Pa・L/ (mol・K), すべての気体は理想気体とする。
('06 横浜国立大 後 改 )
体積 V〔L〕を変化させることのできる容器に、気体のエタン C2H6, エチレン C2H4 および
水素 H2 が密閉状態で存在し,ある温度T [K] に保たれている。このとき次式で示される平
衡状態に達しているものとする。
C2H6 C2H4 + H2
......(i)
この平衡状態における平衡定数 K [mol/L]は
[C2H4][H2]
K =
[C2H6]
となる。
...... (ii)
いくつかの温度における K の値を, 表1に示す。
表1 温度と平衡定数 K の関係
T〔K〕
400
800
1000
K [mol/L]
8.54×10-14
6.89×10 -6 4.20×10-3
低
→
育
□(1) 次の問いに答えよ。
① エタンの分解反応に1mol当たりのエンタルピー変化 AH = Q 〔kJ〕 を書き加えて反
応式を
C2H6 → C2H4 + H2 AH = Q [kJ〕
.... (iii)
と書くとき,Qは正の値かそれとも負の値か, 表1の数値をもとに,答えよ。
①で答えた理由を 50字程度で記せ。
(3) この容器は,Vを増減させることによって圧力を変化させることができる。 (i) 式にお
いてTを一定に保ったまま平衡を左へ移動させるには,圧力を上げるべきかそれとも下
げるべきか、答えよ。
(4)
③で答えた理由を30字程度で記せ。
(5) 表1の値から,400K では平衡は左へ偏っており,ほとんどC2H6のみ存在することが
わかる。常温では平衡はさらに左に偏っていると考えられる。しかし, 常温において
C2H4 と H2 とを単に混合させただけでは,左方向への反応は進行しない。速やかに平衡に
達するようにするためには,どのような工夫をすればよいか, 15字程度で答えよ。 ただ
し,VおよびTは変化させないものとする。
□ (2) 平衡時の C2H6, C2H4 H2 の分圧 〔Pa〕 をそれぞれ Pc2H6, PC2H4PH, とするとき,圧
平衡定数 K, 〔Pa〕 は次式で定義される。
PC2HS' PH2
Kp=
PC2H6
......(iv)
① K, を K, Tおよび気体定数R を用いた式で表せ。
(2)
T=
1000K での KP の値を有効数字2桁で求めよ。
(3) 次の問いに答えよ。
①最初, C2H6 がない状態で, C2H4 H2 をどちらも α [mol] ずつ容器に入れて,ある
温度に保持したところ,平衡に達したときの C2H の物質量はæ [mol] となった。このと
きK を α x および Vを用いた式で表せ。
② C2H4 H2 とを容器に投入した時点での全体の圧力を P 〔Pa〕,平衡に達した時点での
P.
P₁
圧力を P。 〔Pa] とするとき, をα および を用いた式で表せ。
X
③
a
α = 2.0mol, V = 400L, K = 2.5 × 103mol/Lのときの値を有効数字2桁で求
めよ。
さ
Pe
4
③ のとき, の値を有効数字2桁で求めよ。
Pi
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