次の文章を読んで、問1~問3に答えよ。 ただし, すべての気体は理想気体と
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する｡
342022年度 化学
一酸化炭素 CO (気)と水蒸気 H2O (気) から水素 H2(気) を製造する方法とし
て、高温で式 ① の反応を用いる方法がある。
I
CO(気) + H2O(気) CO2(気) + H2(気)
しかし、 式 ① の反応は可逆反応なので, 平衡状態に達するとそれ以上H2が増加
(a)
しない。 温度が低いほど式 ① の反応の圧平衡定数は大きくなるが, 反応速度が遅
くなって反応に必要な時間が長くなる。そのため、高い温度で式 ① の反応を行う
とき,他の気体成分とは反応せず二酸化炭素 CO2(気) のみを吸収して固体を生
(b)
成する固体物質 A を容器に入れて,生成した気体中の CO2濃度を低くし H2濃
度を高くする方法が考えられている。
H2 濃度の高い気体を得るためには,反応して生成した混合気体を冷却して反
応を停止させた後にCO2 を溶解する液体と接触させて気体中のCO2を取り除く
(c)
方法もある。
問1 下線部(a)について,次の(1)と(2) に答えよ。
(1)平衡状態での CO, H2O, CO2, H2の分圧をそれぞれp (CO),
p(H2O), p (CO2), p (H2)の記号で表したとき, 式 ① の圧平衡定数をこれ
らの記号を用いて表せ。
①H2 が生成する反応は吸熱反応か、発熱反応か書け。
(2)
