単元一覧 › 高校化学 化学平衡

化学平衡の問題

難易度 2教科書の章末問題レベル高校化学 化学平衡

容積を変えられる密閉容器に四酸化二窒素 と二酸化窒素 が入っており、ある一定温度で次の平衡が成り立っている。

容器の容積が のとき、平衡状態での物質量は が 、 が であった。温度を一定に保ったまま容器を圧縮して容積を にし、新たな平衡状態にした。このときの の物質量は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、気体はすべて理想気体とみなせるものとする。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(35 技能)

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

はじめの平衡の濃度から濃度平衡定数 を求めます。温度が一定なので、圧縮後も は同じです。

ヒント 2

圧縮すると、ルシャトリエの原理により気体の分子の数が減る向きに平衡が移動します。N₂O₄ が 増えると NO₂ は 減ります。

ヒント 3

です。容積 で を解き、物質量が負にならない解を選びます。

答えと解説

答えを見る
結果を記録する(このブラウザにだけ保存されます):
解説を読む

濃度平衡定数は

である。容積 のときの濃度は なので

温度が一定なので、圧縮後も は変わらない。

容積を小さくすると圧力が高くなるので、ルシャトリエの原理により、気体の分子の数が減る向き、すなわち左向き( が増える向き)に平衡が移動する。

が 増えたとすると、 は 減る。容積 での新たな平衡の濃度は 、 だから



両辺を 4 で割って 。解の公式より

のとき の物質量 が負になるので不適。よって であり、 の物質量は

(確認:、 で となり、 に一致する。また、 は から減っており、平衡が左に移動したことと合う。)

別解

【濃度平衡定数】容積 での濃度は 、。
。温度一定なので変わらない。

【圧縮後】容積 で、新しい平衡の の物質量を mol とする。N 原子の保存より、 の物質量は [mol]。
容積が なので物質量の数値がそのまま濃度 [mol/L] になり、

、。
(負の解は不適)。

検算: 。 で に一致。圧縮により平衡は物質量が減る方向( が から に減る方向)へ移動しており、ルシャトリエの原理にも合う。

この問題の確認

AI が作成した問題です。公開前に次の確認を行いました。確認の方法について

間違いを報告する

この問題の誤り・分かりにくい点・難易度や学年のずれを知らせる
どこについての報告ですか

報告の内容と問題の番号を保存します。名前やメールアドレスは保存しません。

関連する問題