Chemistry
มัธยมปลาย
これの(iii)の解き方が全くわかりません。どうして[H2]=[I2]になる？そもそもどうして平均を取ったりできるの？また、0,100と0,085っていう濃度はどこから出したのですか？詳しく教えていただけると嬉しいです。反応速度ほんとに苦手で、、、
156
問題
命化ボ
医情Ⅰ
科報ツ
2024年度
生文ス
(4) 下線部(b) に関連する次の文を読み、問い (i) ~ (vi) に答えよ。
ただし、物質はすべて気体として存在し、容器内の全圧は反応によ
て変化しないものとする。と
水素とヨウ素の反応は次のように表される。
同志社大学部個別日程
志社大学部個別日程
[mol/L]
0.100
9.085
0.075
H2 + 12 2HI
[Hz]
化学
この反応は正反応と逆反応が同時に進行する ( き ) 反応である。
水素分子 (H-H), ヨウ素分子 (HI), ヨウ化水素分子 (H-I)の結合
エネルギーがそれぞれ 432kJ/mol. 149kJ/mol, 295kJ/mol である
0.050
②
0.025
0.000
0
50
50
2024年度
文化情報
科報ツ
生命医科
ので、この正反応の反応熱は水素1molあたり(く)灯である。
正反応の反応速度(水素が消費される速度)をv.逆反応の反応
速度 (水素が生成する速度)を とすれば,
v=k」 [H2] [12]
2k2 (け)
-100
③
(40)
④
と表される。ここで [X] は物質 X の濃度 [mol/L] を表す。 またk
およびk2 はそれぞれの反応の反応速度定数である。
0.100 mol の水素と0.100 molのヨウ素を容積が1.00Lの容器に閉
じ込め,温度を一定に保ったところ, 混合してからはじめの200秒の
間に水素の濃度が図2のように変化した。 しかしながら時間が十分に
経過すると水素とヨウ素の濃度はいずれも 0.020mol/Lとなりそれ
以降は変化しなかった。 このような状態を平衡状態と呼び, 反応②の
平衡定数K と反応速度定数k, およびk2の間には次のような関係式が
成り立つ。
K= (こ)
和
化
100
150
200
[s]
時間
図2 水素の濃度の時間変化
(i) 文中の(き)にあてはまる最も適切な語句 (く)に
あてはまる整数(け)(こ)にあてはまる最も適切な
数式を記せ。
(ii) グラフから50秒後の水素の濃度を読み取り,はじめの50秒に
おける正反応の反応速度v 〔mol/ (L・s)] を有効数字2桁で
答えよ。
(ii)(ii)の結果を利用してはじめの 50 秒におけるk 〔L/ (mols)]
を有効数字2桁で求めよ。 ただし、この時間での逆反応の寄与
は無視せよ。
(iv) 解答欄のグラフには図2と同じ水素の濃度変化を表す曲線が記
入してある。 これを参考に、解答欄のグラフに0秒 100秒
後 200 秒後のヨウ化水素の濃度を表す点を記入せよ。
(v)この温度における反応 ②の平衡定数Kを有効数字2桁で求めよ。
他の条件は変えずに, (a) 触媒存在
(4)(i)く.求める反応熱を Q[kJ/mol] とすると,反応 ② の熱化学方程式は
となり
H2(気) +I2 (気)=2HI (気) +QkJ
Q=2×295-(432+149)=9〔kJ/mol]
(ii)
0.085-0.100
-=3.0×10[mol/(L's)]
50
(図2より,はじめの50秒における [H2] および [I2] の平均は
0.100 +0.085
[Hz]=[I2]=
HO
=0.0925[mol/L]
2
となる。よって
3.0×10 -=k1×0.09252
k=3.50×10-≒3.5×10-2〔L/(mols)]
(iv) 図2より, 100 秒後および200 秒後までにH2 は
および
0.100-0.074=0.026[mol]
0.100-0.059=0.041[mol]
4
H
TTT O
11.00)
.8 8.1 (a)
8.
(e)
HO
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