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平衡組成についての問題での質問です。
平衡組成についての問題での質問です。 CO2＋H２→CO＋H2O の反応で100℃において平衡定数が1.66 反応前のCO2：H2:不活性ガスが30：20：50である。 反応後の平衡組成の計算方法がわかりません。 どなたか分かる方教えてもらえませんか？
- vincecarter15
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分子数の変化がありませんので、体積比がそのまま濃度(分圧比)を表わします。 つまり、 [ＣＯ2][Ｈ2]/｛[ＣＯ][Ｈ2Ｏ]｝=1.66 ですから、平衡時の一酸化炭素の濃度(分圧)をｘとすると [30-ｘ][20-ｘ]/ｘ^2=1.66 になります。 この二次方程式を解けば、 [ＣＯ2]=30-ｘ [Ｈ2]=20-ｘ [ＣＯ]=[Ｈ2Ｏ]=ｘ になります。 なおこの解は比ですので単位はありません。
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- htms42
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問題文についてちょっと ここで使う平衡定数の式は気体についてのものです。 平衡定数は関係する物質の濃度（分圧）で決まります。 （１）体積の変化しない容器の中での反応です。 （２）平衡定数の表現の中に入る［ ］の部分の単位は圧力です。 単位が必要でなくなるというのは結果的に必要でなくなったということです。 反応式によって変わってきます。 問題にしている反応が分子数の変わらないものだから消えたのです。 そういうことで言うとあまり教育的な問題ではないと感じます。 「解き始めはやはり全圧をＰと置く」というところからスタートすべきでしょう。 そうでないと ２ＮＯ＋Ｏ２→２ＮＯ２ などで躓くことは目に見えています。 （３）１００℃と指定するだけですべてが気体であることが保障されるわけではありません。 初めに用意したＣＯ２とＨ２の分圧が高ければ、反応によって生じるＨ２Ｏの分圧が１気圧を超えるという事も起こります。これは一部が液体になっているという事を示していますから改めて気体部分だけについて計算し直さなければいけなくなります。 初めの全圧が１気圧程度であればそういう心配はないのですが１０気圧となると関係します。 平衡状態での比率は圧力には関係しないというのはすべてが気体として存在する場合という前提があっての話です。比率しか与えられていないという事はこういうことが配慮されていないという事です。 １００℃であると断ればクリアーできていると考えているようですね。雑な問題です。 わざわざ不活性ガスを混ぜるというような手の込んだ事をやっているのに、・・・・・です。
お礼
参考になりました。ありがとうございます。
＃１です。 済みません、平衡定数の定義が逆でした。 一酸化炭素の濃度(分圧比)をｘとすると、 ｘ^2/｛[30-ｘ][20-ｘ]｝=1.66 でした。 御免なさい。
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お礼
ありがとうございます。分かりやすかったです。