化学平衡（知識）の問題

密閉容器に水素 ${\mathrm{H}}_2$ とヨウ素 ${\mathrm{I}}_2$ を入れて一定温度に保つと、次の反応が起こる。
$${\mathrm{H}}_2+{\mathrm{I}}_2\rightleftarrows 2\mathrm{HI}$$
この反応では、はじめは右向きの反応（正反応）の速さが大きく、左向きの反応（逆反応）の速さは小さい。時間がたつと正反応の速さはしだいに小さくなり、逆反応の速さはしだいに大きくなって、やがて両者の速さが等しくなる。このとき、正反応も逆反応も起こり続けているが、${\mathrm{H}}_2$、${\mathrm{I}}_2$、$\mathrm{HI}$ の濃度はそれ以上変化しなくなり、見かけ上は反応が止まったように見える。

このように、可逆反応において正反応と逆反応の速さが等しくなり、各物質の濃度が一定に保たれている状態を何というか。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

酢酸とエタノールを混合して一定温度に保つと、次の可逆反応が起こる。
$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}+{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COO}{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$$
混合した直後は右向きの反応（正反応）だけが起こるが、時間がたつにつれて、正反応の速さはしだいに（ a ）なり、左向きの反応（逆反応）の速さはしだいに大きくなる。やがて正反応と逆反応の速さが等しくなると、各物質の濃度が一定になり、見かけ上は反応が止まったように見える。この状態では、正反応と逆反応は（ b ）。

密閉容器に水素 ${\mathrm{H}}_2$ とヨウ素 ${\mathrm{I}}_2$ を入れ、温度を一定に保つと、次の可逆反応が起こり、やがて平衡状態に達する。

$${\mathrm{H}}_2+{\mathrm{I}}_2\rightleftarrows 2\mathrm{HI}$$

この反応について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、はじめ容器内に $\mathrm{HI}$ は存在しないものとする。

• ア　平衡状態では、正反応も逆反応も起こらなくなっている。
• イ　平衡状態では、${\mathrm{H}}_2$、${\mathrm{I}}_2$、$\mathrm{HI}$ の濃度の比は、必ず化学反応式の係数の比 $1:1:2$ になっている。
• ウ　反応開始から平衡状態に達するまでの間、正反応の速さはしだいに小さくなり、逆反応の速さはしだいに大きくなる。
• エ　平衡状態では、正反応の速さは逆反応の速さより大きい。

一酸化炭素と水素からメタノールが生じる次の可逆反応は、右向き（正反応）が発熱反応である。物質はすべて気体であり、密閉容器の中で平衡状態にあるとする。
$$\mathrm{CO}+2{\mathrm{H}}_2\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{OH}$$
この反応の平衡定数（濃度平衡定数）$K$ について述べた次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜オのうちから 1 つ選べ。

温度を一定に保ったまま容器の体積を小さくして全体の圧力を高くすると、平衡は右に移動するが、$K$ の値は（ a ）。一方、圧力を一定に保ったまま温度を高くすると、$K$ の値は（ b ）。

窒素と水素からアンモニアを合成する反応は、次の式で表される可逆反応である。

$${\mathrm{N}}_2\text{(気)}+3{\mathrm{H}}_2\text{(気)}\rightleftarrows 2\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\text{(気)}\Delta H=-92\mathrm{kJ}$$

工業的なアンモニアの合成（ハーバー・ボッシュ法）では、反応容器内の圧力を高くする。これは、平衡状態にある反応系で圧力を高くすると、圧力の増加をやわらげる向き、すなわち気体の分子の総数が減少する向きに平衡が移動し、アンモニアの生成率が大きくなるからである。

このように、「平衡状態にある反応系で、濃度・圧力・温度などの条件を変化させると、その変化をやわらげる向きに平衡が移動する」という原理を何というか。