高校化学

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5分で解ける!化学反応の速さと平衡(テスト2、第1問)に関する問題

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この動画の問題と解説

問題

一緒に解いてみよう
演習

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 答えなし

解説

これでわかる!
問題の解説授業
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今回は確認テストです。
実際に問題を解きながら、これまでの内容を復習しましょう。

左辺が分母・右辺が分子、各物質の濃度を係数乗

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 (1)答えなし

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(1)は、アンモニアが生じる反応について、濃度の平衡定数Kcの式を作る問題です。
みなさんは、平衡定数の求め方を覚えていますか?
化学反応式をもとに考えていきましょう。
 N2+3H2⇄2NH3

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平衡定数の式について、1つ目のポイントは、 分母に左辺の情報、分子に右辺の情報を入れる ことでした。
2つ目のポイントは、物質の濃度を 反応式の係数乗 にすることでした。
答えは、次のようになります。

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 (1)答えあり

圧平衡定数も、濃度平衡定数と同じ求め方

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 (2)答えなし

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(2)は、物質の分圧で平衡定数を作る問題です。
圧力に関する平衡定数を、 圧平衡定数Kp といいます。
初めて聞く言葉ですから、困った人も多いのではないかと思います。
しかし、圧力を用いる場合も、 濃度と同じように式を作ることができる のです。
ただ、この場合は、モル濃度ではなく、 分圧 をもとに表していくことになります。
答えは、次のようになります。

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 (2)答えあり

圧力と濃度の関係といえば、気体の状態方程式

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 (3)答えなし

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(3)は、圧平衡定数Kpを、濃度平衡定数Kcなどを使って表す問題です。

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この問題では、圧力を濃度に変換する必要があります。
濃度と圧力の関係を表す式として、何か思い浮かぶものはありませんか?
この問題で使うのは、 気体の状態方程式 なのです。
  PV=nRT

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PV=nRTという式を変形すると、次のようになります。
  P=nRT/V
ここで、注目するのは、 「n/V」 です。
「n/V」は モル濃度 を表しますよね。

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それでは、モル濃度を表してみましょう。
 [N2]=nN2/V
 [H2]=nH2/V
 [NH3]=nNH3/V

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これらの値を、先ほどのP=nRT/Vに代入しましょう。
 pH2=[H2]RT/V
 pN2=[N2]RT/V
 pNH3=[NH3]RT/V

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最後に、これらの値を Kpの式に代入 しましょう。
「/V」はすべてに共通しているので、今回は省略します。
 Kp=([NH3]RT)2/[N2]RT×([H2]RT)3
   = Kc/(RT)2

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よって、答えは、 Kc/(RT)2 です。

高校化学 化学反応の速さと平衡12 ポイント1 (3)答えあり
化学反応の速さと平衡(テスト2、第1問)
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