化学平衡（知識）の問題

アンモニア水中では、アンモニアの一部が電離し、次の電離平衡が成り立っている。

$$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$$

このアンモニア水に、温度を一定に保ったまま塩化アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ の固体を少量加えて溶かした。塩化アンモニウムは水溶液中で完全に電離する。このときの変化について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。ただし、固体を溶かしたことによる溶液の体積の変化は無視できるものとする。

• ア　平衡は右に移動し、アンモニアの電離度は大きくなる。
• イ　平衡は左に移動し、アンモニアの電離度は小さくなる。
• ウ　平衡は左に移動し、アンモニアの電離度は大きくなる。
• エ　平衡は移動せず、アンモニアの電離度は変わらない。

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。ただし、温度は常に一定に保つものとする。

弱酸である酢酸は、水溶液中でその一部だけが電離し、次の電離平衡が成り立っている。
$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}^{+}$$
酢酸水溶液に水を加えて薄めていくと、酢酸の電離度は（　a　）。

また、もとの濃度の酢酸水溶液に少量の塩酸を加えると、塩化水素の電離によって ${\mathrm{H}}^{+}$ の濃度が大きくなり、上の平衡が移動する。その結果、酢酸の電離度は（　b　）。

酢酸は水溶液中で一部が電離し、次の電離平衡が成り立つ。

$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}^{+}$$

温度を $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ に保ったまま、$0.10mol/L$ の酢酸水溶液に次の操作を行ったときの変化について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、酢酸ナトリウムは水溶液中で完全に電離するものとする。

• ア　水を加えて薄めると、酢酸の電離定数 $K_{\mathrm{a}}$ は大きくなる。
• イ　水を加えて薄めると、酢酸の電離度は大きくなる。
• ウ　水を加えて薄めると、水溶液の水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は大きくなる。
• エ　酢酸ナトリウムの固体を溶かすと、酢酸の電離平衡は右向き（電離する向き）に移動する。
• オ　酢酸ナトリウムの固体を溶かすと、酢酸の電離度は小さくなる。

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。

硫酸バリウム $\mathrm{BaS}{\mathrm{O}}_4$ は水に溶けにくい塩で、その飽和水溶液中では次の溶解平衡が成り立つ。
$$\mathrm{BaS}{\mathrm{O}}_4\text{(固)}\rightleftarrows \mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}$$
硫酸バリウムの溶解度積を $K_{\mathrm{sp}}$ とする。硫酸バリウムと $K_{\mathrm{sp}}$ についての記述として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、硫酸ナトリウムは水によく溶け、水中で完全に電離するものとする。

• ア　$K_{\mathrm{sp}}$ の値は、温度が一定であれば一定である。
• イ　$\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}$ と $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}$ を含む水溶液で、$[\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}][\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}]$ の値が $K_{\mathrm{sp}}$ より小さいとき、硫酸バリウムの沈殿が生じる。
• ウ　$\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}$ と $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}$ を含む水溶液で、$[\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}][\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}]$ の値が $K_{\mathrm{sp}}$ より大きくなると、硫酸バリウムの沈殿が生じる。
• エ　硫酸バリウムの固体が溶け残った飽和水溶液に、さらに硫酸バリウムの固体を加えてかき混ぜると、$[\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}]$ は大きくなる。
• オ　硫酸バリウムの飽和水溶液に硫酸ナトリウムを溶かすと、硫酸バリウムの沈殿が生じる。