化学 さくさん

質問

問、アンモニアは窒素と水素から以下の反応で合成される。

N2＋３H2⇔２NH3
窒素と水素の物質量の比が１：３である混合気体を、容積が３．０Lの容器を温度400℃に保って反応させたところ、やがて平衡状態に達した。塀小路のアンモニアの体積百分率は６０％であり、反応後の期待の全物質量は６０ｍｏｌであった。この反応の平衡定数はいくつか。最も適当な数値を、下から選べ。
a　0.17　　b　0.33　　c　0.67　　d　1.33　　e　2.67　　f　3.00

答えはbです。

先生の解説でN2をXmolとすると、H2は３ｍｏｌ、N2のaｍｏｌが反応したとすると
N2＋３H2→２NH3
という式から、反応前、変化量、反応後のmol計算の式をたてて
反応後がN2は(X-a)mol、３H2が(３X-３a)mol、２NH3が２amolできました。

それで、そのmolの合計が６０ｍｏｌということから全てを足して
(X＋a)＋(３X-３a)＋２a=６０
となっていたのですが
なぜ、反応後ででたN2は(X-a)molに対し、計算するのは、(X＋a)molなのですか？

わかる方がいらっしゃいましたら、ご回答よろしくお願いします。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

書き間違いではないでしょうか。
(X＋a)＋(３X-３a)＋２a=６０　から出発すると
４X＝６０
X=１５　となり、これが初期状態での窒素のモル数です。
従って初期状態での水素のモル数は４５モルとなり、
初期状態での気体の総モル数が６０モルとなります。

窒素と水素の反応によるアンモニアの生成は反応前後での
モル数が変化する反応なので、上記の初期状態からアンモニア
が生成した場合、反応後の気体のモル数は決して６０モルには
ならないでしょう。

反応後の窒素のモル数を（Ｘ－ａ）として再計算してみては
いかがでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。
もう一度見直してみたところ、単なる書き間違えであることが判明致しました！