化学平衡（知識）の問題

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が生成する反応は、次の式で表される発熱反応である（$(\mathrm{g})$ は気体を表す）。

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

密閉容器の中でこの反応が平衡状態にある。容器の体積を一定に保ったまま条件を 1 つだけ変えた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。

• ア　温度を上げると、平衡は右に移動する。
• イ　触媒を加えると、平衡は右に移動する。
• ウ　温度を下げると、平衡は右に移動する。
• エ　触媒を加えると、平衡は左に移動する。

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。

二酸化硫黄と酸素から三酸化硫黄が生じる次の可逆反応は、右向きが発熱反応である。物質はすべて気体である。

$$2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{O}}_2\rightleftarrows 2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$$

この反応が平衡状態にあるとき、モル濃度で表した平衡定数 $K$ は
$$K=\frac{[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3{]}^2}{[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2{]}^2[{\mathrm{O}}_2]}$$
で表される。同じ反応について、濃度・全体の圧力・温度のうち、平衡定数の値を変化させる条件は（ a ）だけであり、それ以外の条件を変えて平衡が移動しても、新しい平衡状態での $K$ の値はもとと変わらない。この反応で、ほかの条件は変えずに（ a ）だけを上げると、新しい平衡状態での平衡定数の値は（ b ）。ただし、触媒は用いないものとする。

文中の空欄（ a ）・（ b ）に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

ピストン付きの容器に四酸化二窒素 ${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_4$ と二酸化窒素 $\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2$ が入っており、次の平衡状態にある。正反応（右向きの反応）は吸熱反応である。
$${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_4\text{(気)}\rightleftarrows 2\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2\text{(気)}$$
この平衡に対して次の操作を行ったときの平衡の移動についての記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、アルゴン $\mathrm{Ar}$ はこの反応に関係せず、気体はすべて理想気体とみなす。

• ア　温度を一定に保ったまま、容器の体積を小さくして全圧を高くすると、平衡は右に移動する。
• イ　温度と全圧を一定に保ったまま $\mathrm{Ar}$ を加えると、容器の体積が大きくなるので、平衡は右に移動する。
• ウ　温度と容器の体積を一定に保ったまま $\mathrm{Ar}$ を加えると、全圧が高くなるので、平衡は左に移動する。
• エ　容器の体積を一定に保ったまま温度を上げると、平衡は左に移動する。
• オ　温度と容器の体積を一定に保ったまま触媒を加えると、平衡は右に移動する。