２ＳＯ2＋Ｏ2⇔２ＳＯ3＋１９７KJ
これは可逆反応である。この反応が平衡となっているとき、
問：体積を一定に保って窒素ガスを加える。このとき、平衡はどのように変化するか？
この問いのとき、『体積を一定に保って窒素ガスを加えるのだから、それぞれの物質の分圧は小さくなり、平衡は左へ行く』と考えたのですが、答えは『移動しない』でした。なぜ、この考え方はいけなかったのでしょうか？よろしかったら、指摘してください。よろしくお願いします。
投稿日時 - 2002-02-02 17:43:42
> 体積を一定に保って窒素ガスを加える。
この時，系の全圧はどうなりますか？そうです，加えた窒素ガス分だけ増加します。しかし，SO2, O2, SO3 の分圧は元と変化しません。理想気体の状態方程式を使って説明すると，次の様になります。
SO2, O2, SO3, N2 のモル数を n(SO2), n(O2), n(SO3), n(N2) とし，全圧を P'，体積を V，温度を T とします。すると，P' = [n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]RT/V となり，元の全圧 P は P = [n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]RT/V ですから，P' = P・[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)] となります。つまり全圧が大きくなります。
この時，SO2, O2, SO3 の分圧はモル数の比から，P' の [n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)] 倍です。つまり，P・（[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]）・（[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]）= P となって，元と同じ圧力です。
分圧が変わりませんから，平衡は移動しません。いかがでしょうか。
投稿日時 - 2002-02-02 18:20:59
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