2SO2+O2⇔2SO3

質問

2SO2+O2⇔2SO3
という反応があるとする。これが平衡状態に達したとき、
(1)温度一定で、圧力を上げた。
(2)触媒を加えた。
(3)温度、圧力一定で、SO3を取り除いた。
(4)温度、圧力一定で、アルゴンを加えた。

このとき、変化を加えた直前直後での生反応の速度の変化と逆反応の速度の変化を教えてください。
また、理由も教えてください。

逆反応の答えは、
(1)はやくなる(2)はやくなる(3)遅くなる(4)遅くなる
です。

回答No.3

Ichitsubo

逆反応の反応速度の話してるんですから、
逆反応の反応物であるSO3の濃度・圧力・温度に注目すれば良い。

お礼

なるほど。

回答No.2

malaytrace

No.1の方への「補足」ですが、

>というのはなぜでしょうか。圧力をあげると、体積が大きくなりますよね。なぜ衝突の頻度が上がるのですか？

一定量の気体で、圧力を上げると体積は小さくなりますよ。（ボイルの法則）

体積あたりの分子数が増すことになり、時間当たり衝突回数が増します。

(4)の「圧力」は混合気体としての「全圧」です。もし同一体積でアルゴンを加える（体積一定の容器にアルゴンを注入する）と、アルゴンの分圧だけ圧力は当然上がるわけですから、逆に「圧力一定」にするためには、体積を増加させてやることになるります。

そうすると三酸化硫黄の分圧（濃度と考えても良い　体積あたりの分子数に比例）は低下することになるわけです。

なお、平衡移動とは分けて考えてください。平衡移動は正反応・逆反応のどちらがより速くなるか、遅くなるかで決まります。

補足

それがどのように逆反応の速度につながるか教えていただけませんか？

回答No.1

hue2011

たいへん簡単なことではないでしょうか。

化学反応を加速するためにやることはなんですか。
温度を上げるか圧力を上げるんですけど、この話は温度は常時一定にするんですね。

そもそも、これは溶媒中にある酸化硫黄の話をしていますね。

圧力を上げるというのは、当然分子同士の衝突の頻度を上げるという効果をもたらします。
また、触媒というのは反応を早める効果を持つ物質のことを言います。

だから(1)(2)が速くなるのは当然です。

温度も圧力も変化させないで、平衡状態にある片方のSO3を抜いたのだとすれば、全体で分子数が減りますね。
そりゃ衝突も少なくなりますから、反応は遅くなるでしょう。
アルゴンは不活性ですから、分子としては割り込んできますが反応は起こしません。

(3)(4)が遅くなるのも当然じゃないでしょうか。

補足

回答ありがとうございます。
<圧力を上げるというのは、当然分子同士の衝突の頻度を上げるという効果をもたらします。
というのはなぜでしょうか。圧力をあげると、体積が大きくなりますよね。なぜ衝突の頻度が上がるのですか？

<アルゴンは不活性ですから、分子としては割り込んできますが反応は起こしません。
これがどのように逆反応の速度が遅くなることにつながるのでしょうか。