化学平衡の問題：アンモニア生成の発熱反応か吸熱反応か
- 化学平衡の問題において、アンモニア生成の反応が発熱反応か吸熱反応かを説明してください。
- 温度変化によってアンモニア生成分率が変化することから、この反応は平衡が右に移動し、発熱反応であると考えられます。
- 200気圧下でのアンモニア生成分率の変化については、この問題においては関与しないため、解答には影響しません。
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化学平衡の問題です
化学平衡の問題です Ｎ２＋３Ｈ２⇔２ＮＨ３において，２００気圧下ではＮＨ３の生成分率は２００℃では８６％，４００℃では３６％である。この反応は発熱反応か吸熱反応か、理由をつけて答えなさい。 という問題を考えていたのですが、アンモニア生成は発熱反応と暗記していたばかりに、説明の仕方が分からず解答を確認してみました。 すると、温度を下げるとアンモニア生成分率は増加しているから、平衡は右へ移動。よって、発熱反応。 とありました。 ここで化学初心者の私には疑問が・・・ 右へ移動するから発熱反応、と解説に書いてありましたが、右へ移動＝発熱反応？？？ それとも、アンモニア生成が発熱反応ということを知っている上で、生成する方向だから発熱反応という意味なのでしょうか？ あと文中の「２００気圧下で」というのは解答にどのように関与してくるのでしょうか？？？ 化学に詳しい方、かみ砕いて説明していただけませんでしょうか？ｍ（－－）ｍ
- kiri2015
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- 化学
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この解説（問題）で重要なことは「温度を下げると」アンモニアが増加する、という点です。 温度を上げるとアンモニアが減少する、とも読めますが（同様に窒素や水素に着目しても温度と増減について表現できますね）、結局同じことです。 平衡が移動する話はご存知でしょうか？ 温度を下げた場合には発熱反応が起こりやすくなるということから、このアンモニアを作る反応は発熱反応だということができます。 （蛇足：温度を上げると左向きのアンモニアが減る反応が起きることが読み取れる→温度を上げると促進されるのは吸熱反応→左向き反応は吸熱的→アンモニア生成は発熱的） これは知識がなくとも、温度変化と存在比の変化から判断することができます。 「２００気圧下で」というのは「定圧条件で」と読み替えて差し支えありません。何気圧でもいいはずです。温度やパーセンテージが分かりやすい数字になるのがたまたま２００気圧だった、と考えてもいいと思います。 気体の状態方程式などを扱うような場合でない限り、特に気にする必要はありません。
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- gohtraw
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平衡にある系に何か変化を与えると、その平衡は与えられた変化を打ち消す方向に移動します。この問題の場合、温度を２００℃から４００℃に上げた場合（つまり系を加熱した場合）に吸熱の反応が進行することになります。実際にはアンモニアの分率は減少しているのでアンモニアの（窒素＋水素への）分解が吸熱で、その逆反応であるアンモニアの生成は発熱ということになります。 圧力を一定にしているのは、圧力の変化でも平衡が動くためです。この問題で知りたいのは温度が平衡に与える影響なので圧力が変わってしまうと何を見ているのか判らなくなってしまいます。 因みにこの系の温度を一定に保ちながら圧力を上げるとモル数が減る側に平衡が動くのでアンモニアの分率は上がります。
お礼
化学平衡って難しいですねぇ、、、 少しずつですが分かってきた気がします。 分かりやすい説明ありがとうございました。
- htms42
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Ｎ２＋３Ｈ２ （Ａ）－－－－－－－－－ ２ＮＨ３ －－－－－－－－－ （Ｂ） ２ＮＨ３ －－－－－－－－－ Ｎ２＋３Ｈ２ －－－－－－－－－－－－ どちらであるかということですね。 温度が低いときはより安定な状態の方の割合が多くなります。 （Ａ）ではＮＨ３の割合が増えます。 （Ｂ）ではＮ２＋３Ｈ２の割合が増えます。 温度を下げるとＮＨ３の割合が増えていますので（Ａ）であることがわかります。
お礼
分かりやすく図で説明してもらえてうれしいです。 問題の解答にようやくたどりつけました。 説明ありがとうございました。
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