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化学の平衡定数問題について分かりやすく解説します
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四酸化二窒素を、滑らかに動くピストンの付いたシリンダーに入れてしばらく放置した。 このとき、次の熱化学方程式で示される可逆反応の解離平衡が成立する。 ただし、気体は理想気体であるとして、また、ピストンが自由に動く状態にある場合のシリンダー内の気体の圧力はP[Pa]とする。 N2O4（気）=2NO2（気）-57.2kJ (1)シリンダーに最初に入れた四酸化二窒素の物質量がn[mol]、平衡状態における四酸化二窒素の物質量が n(1-α)[mol]とあらわされるとき、このαを解離度という。つまり、解離度は、解離が起こる前の四酸化二窒素の 物質量に対する、解離した四酸化二窒素の物質量比である。 今、温度T[K]で、ピストンを自由に動ける状態にして放置しておくと、四酸化二窒素の解離度がαで平衡に達した。 これについて、次の問いに答えよ。ただし、単位はつけなくて良いものとする。 (1)このときの圧平衡定数Kpをα、Pを用いてあらわせ。 ただし、aA⇔bBであらわされる可逆反応の圧平衡定数Kpは、平衡状態における気体A,Bの分圧pA[Pa],pB[Pa]とすると Kp=pB^b/pA^aであらわされる。 自分なりに考えまして N2O4（気）=2NO2（気） n = 0 :反応前 -nα = nα？ :反応後 n(1-α) = nα :平衡時 としたんですがよく分からず、問題が解けません。 どう考えたらいいんでしょうか？ (2)濃度平衡定数Kcを、α、T、P、および気体定数Rを用いてあらわせ。 これはヒントをもらいたいです。 おねがいします。
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内容積を自由に変えることのできる密閉容器に, n[mol]の四酸化二窒素N2O4を入れて56[°C], 0.540[atm]に保ったところ, 次の解離反応がおこり平衡状態に達した. N2O4⇄2NO2 このとき体積はV[L]であった. 問 この実験を次のa～eのように条件を変えて行うと, 平衡状態における四酸化二窒素の解離度α, 二酸化窒素のモル濃度[NO2]はそれぞれ上記の実験と比べてどうなるか. 上記の実験の場合より大きくなる場合は(↑), 小さくなるときは(↓), 変わらないときは(→), ここに与えられた条件だけでは決まらないときは(？)と記せ. ただし上記の実験は吸熱反応である. a～eにおいて (1)は, はじめにいれる四酸化二窒素の量 (2)は, 温度 (3)は, 全圧または体積 を表す. a (1)n[mol]より増やす (2)56[°C]のまま (3)全圧を0.540[atm]のまま b (1)n[mol]より増やす (2)56[°C]のまま (3)体積をV[L]のまま c (1)n[mol]のまま (2)56[°C]より高くする (3)体積をV[L]のまま d (1)n[mol]のまま (2)56[°C]のまま (3)体積をV[L]より小さくする e (1)n[mol]のまま (2)56[°C]より高くする (3)体積をV[L]より小さくする 解答 解離度, 濃度の順 a(→), (→) b(↓), (↑) c(↑), (↑) d(↓), (↑) e(？), (↑) c,eの濃度[NO2]が解答と合いません. 圧平衡定数をKp, 濃度平衡定数をKc, 全圧をPとすると Kp=[{2nαP/(1+α)n}^2]/{(1-α)n/(1+α)n}P=(4α^2)P/(1-α^2)より α=√{Kp/(4P+Kp)}ー(ア) Kc=([NO2]^2)/[N2O4]より [NO2]=√{Kc(1-α)n/V}ー(イ) また, Kc={(2nα/V)^2}/{n(1-α)/V}=(4nα^2)/V(1-α)ー(ウ) cについて 温度を上げるのでKcは大. n, Vは一定だから(ウ)よりαは大. Kcが大, 1-αが小なので(イ)より, [NO2]は大か小かわからない. eについて 温度を上げるのでKcは大. nは一定,Vは小だから (ウ)よりαは大か小かわからない. (イ)より, [NO2]も大か小かわからない. となりました. 定性的に考えると答えにたどり着くんでしょうか？
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以下の問題がわかりません↓ 理想気体A、BおよびCの間には、(＊)式に示す可逆反応が成り立つ。 2A（気） ⇔ B（気） + C（気） …(＊) A,B,Cをある温度のもとで一定容積の容器に入れて長時間放置すると、(＊)式の反応は平衡状態に達する。 容積V[L]の容器中にAのみを4.0mol入れ、一定温度、一定圧力に保つとB,Cがそれぞれ1.6mol生成し、平衡状態（平衡状態1）に達した。この時平衡定数Kcの値は（ 1 ）となる。 次に、この(＊)式の反応の平衡の移動を考えてみる。この平衡混合物の入った容器の温度を変化させると、平衡状態1から新たな平衡状態2に達した。この温度では Kc=0.25 であるので、平衡状態2におけるA,B,Cの物質量はそれぞれ（ 3 ）mol, ( 4 )mol, ( 5 )molである。 理由もあわせて回答いただけると嬉しいです。お願いいたします。
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