- ベストアンサー
圧力変化による平衡の移動
解説を見てもよく解らないので質問します。 問題 容積を変えることのできる密閉容器の中で、次の反応が平衡状態にある。C（固）+CO2(気）→２CO(気）－126kJ（逆反応も有） 温度を一定に保ち圧縮して全圧を大きくした時、平衡は左右どちらに動くか。 という問題なのですが、解説には「気体の分子数が減少する左方向へ平衡移動する」とあるのですが、この化学反応式では物質量を表す係数で見ると、C=1mol,CO2=1mol,CO=2mol で両辺の分子量が同じであり、平衡移動しないように思えるのですが、、、どうか丁寧な解説をお願いします。
- himoy
- お礼率33% (6/18)
- 化学
- 回答数3
- ありがとう数1
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
C（固）+CO2(気）⇔２CO(気)の反応に、希ガスは影響を与えません。つまり、希ガスを入れたからといって新しい反応が始まるわけではなくて、反応式は、C（固）+CO2(気）⇔２CO(気)のみです。 また、少量の希ガスを入れるということなので、他の気体への影響は、無視できると考えられます。 それから、温度一定、体積一定という条件なので、CO2、COの物質量は変化せず、平衡定数は変化しません。 だから、平衡移動はしません。
その他の回答 (2)
- c80s3xxx
- ベストアンサー率49% (1631/3289)
> 希ガスの増加分だけCO2の体積が減る ここが大きな問題． 体積とはなにか，ということと，気体というものに対するイメージがどうなのか． 理想気体では気体分子の大きさはないと考える． 実在気体でも，高圧条件でなければ事実上この仮定は妥当．
補足
理想気体、そうですね。納得しました。ありがとうございました。
- matinoneko
- ベストアンサー率37% (21/56)
Cは固体なので、気体の分子数の中に数えないと思います。
補足
そうでした。質問した後に気付きました。ありがとうございました。何度もすみません、また問題が出てきたのですが、先程の平衡状態にあるとき、温度・体積を一定に保って少量の希ガスを入れた場合、体積は一定なので、希ガスの増加分だけCO2の体積が減るので分圧が上がると思うのですが、参考書には分圧は一定で移動はなし、とあるのです。何度も初歩的なことをお伺いして申し訳ないですが、よろしくお願いします。
関連するQ&A
- 平衡定数Kpと標準反応ギブズエネルギΔrG°の関係について
まずJANAFの熱化学表により1[bar]における各反応物、生成物についての 標準生成ギブズエネルギΔrG°[kJ/(mol K)]の値を得た後、 ΔrG°=ΔrG°（生成系）ーΔrG°（反応系）[kJ/(mol K)] にて標準反応ギブズエネルギを計算します。 その後、平衡定数との関係から、 ΔrG°=-RT lnKr [kJ/(mol K)] を用いて平衡定数Krを計算しました。 ここで質問なのですが、ここで求めた平衡定数Kr（無次元）は 圧平衡定数Kpと等しいものなのか、ということです。 教科書によってKpの定義が異なるので混乱しているのですが、 ある化学反応式 aA + bB →← cC + dD があった時に、 Kp = (p_c)^c * (p_d)^d / (p_a)^a * (p_b)^b （有次元の場合がある） Kp = (p_c/P)^c * (p_d/P)^d / (p_a/P)^a * (p_b/P)^b （必ず無次元） のどちらを使えばいいのでしょうか？ ここで本題なのですが、 -------------------------------------------------------------------- 固体を含むような化学反応式 2CO(g) →← CO2(g) + C(s) を考えた時に、初期状態と平衡状態でのmol数が n(CO)=2[mol]、n(CO2)=0[mol]、n(C)=0[mol] （初期） n(CO)=x[mol]、n(CO2)=1-x/2[mol]、n(C)=1-x/2[mol] （平衡） となったとします。ここでxの値を求めたい、というのが今回質問させて戴く理由です。 -------------------------------------------------------------------- １．まずJANAFの熱化学表により平衡定数Krの値は計算できます。 ２．ここで平衡における各分圧を求めると、全圧をP[bar]として p_CO=Px/(x+1-x/2)[mol]、p_CO2=P(1-x/2)/(x+1-x/2)[mol] （平衡） となると思います。この分圧を用いて圧平衡定数Kpを計算します。 ３．Kpが有次元の場合、Pの単位系の取り方によりxの値が変化してしまいます。 逆に無次元の場合、分圧値を全圧Pで割るため圧力に依存しないことになります。 このようなプロセスで考えた結果、何が何やらわからなくなってしまいました。 ということで、破線で囲った部分に関して、xの求め方を教えていただけないでしょうか。
- 締切済み
- 化学
- 化学IIの問題(化学平衡)をお願いします
真空にした10Lの容器にCO2を入れ、2000Kに加熱した。 2CO2→2CO+O2 (全て気体) 上の反応において平衡状態に達した時、以下であった。 CO2=1×10^(-5)mol/L O2=5×10^(-7)mol/L 1) 最初にいれたCO2は何molか？ 2) 2000Kにおける平衡定数は？ 3) 温度、容積は変えずに、O2を加えると、平衡状態に達した時、O2=2×10^(-6)mol/Lであった。加えたO2は何molか？ 答え： 1) 1.1×10^(-4) mol 2) 5×10^(-9) 3) 1.7×10^(-5) mol です。(3)を解き方を教えてください。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 平衡定数と組成
分子物理化学の問題について質問します。 下の表は1000Kでの熱力学データを抜粋したものである。COとH2OからCO2とH2を生成する反応について、下記の問に答えよ。 標準生成ギブズエネルギー H2 0 CO -201 CO2 -396 H2O -193 エントロピー H2 166 CO 235 CO2 269 H2O 233 (1)1000Kでの標準反応ギブズエネルギーおよびエンタルピーを求めよ。 標準反応ギブズエネルギー -2kJ/mol エンタルピー -35kJ/mol (2)1000Kでの平衡定数を有効数字3桁で求めよ。 (3)反応開始前の状態でCOとH2Oがそれぞれ1mol存在すると仮定する。800Kでの平衡定数および組成を有効数字3桁で答えよ。 (1)は解けたのですが、(2)、(3)がよく分かりません。どなたかお分かりの方、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 平衡の計算
容積が可変で中の圧力温度が一定に保たれるようにした容器に水素3.00molと窒素2.00molと触媒を入れて高い温度と高い圧力に保った。反応が平衡に達したときアンモニアの体積百分率は18%になった。このときアンモニアはどれだけ生成するか。また平衡に達したときの容器の容積は元の容積に対して何％になるか。 この問題に取り組んでいます 反応式を書いて N2 + 3H2 → 2NH3 はじめ2mol 3mol 変化-1mol -3mol 2mol 平衡1mol 0mol 2mol 見当もつかないのでとりあえずこの表を作ってみたのですがよくわかりませんでした。１８％という数字をどのように利用して計算を行うのでしょうか？ 教えていただけると助かります 宜しくお願いします
- ベストアンサー
- 化学
- 固体を含む平衡反応について
BaCO3(s) →←（平衡反応の両向きの矢印のつもりです）BaO(s) + CO2(g)という反応において、これらが各1molあった状態で平衡であるとき、CO2をさらに1mol足すとそれぞれはどうなるか？ただし、温度は一定である。 という問題があるのですが、これって明らかに条件が足りなすぎるような気がします。私の気のせいでしょうか？ 温度一定なので圧平衡定数は変化しないと考えられ、とするとKp=Ｐco2になるのでこれが一定になる。すなわちCO2の分圧は一定なのでその物質量も一定。よりCO2は1molのままなので、それぞれ2,0,１molになると考えました。が、あまりにもおかしいので、この場で質問させて頂きました。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- 高校化学 化学平衡の問題がわかりません
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。
- 締切済み
- 化学
- 化学平衡
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？
- ベストアンサー
- 化学
お礼
素早い回答本当にありがとうございました。助かりました。