化学平衡（知識）の問題

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。

工業的にアンモニアをつくるハーバー・ボッシュ法では、次の発熱反応を利用する（$(\mathrm{g})$ は気体を表す）。

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

この方法では、鉄を主成分とする触媒を用い、高い圧力のもとで、およそ $400\sim 600{}^{\circ }\mathrm{C}$ の温度で反応させる。温度をこれより低くしない理由として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　温度を高くすると、平衡が右に移動してアンモニアの割合が大きくなるから。
• イ　温度を高くすると、この反応の平衡定数が大きくなるから。
• ウ　温度を高くすると、触媒を使わなくても平衡の位置が右にかたよるから。
• エ　温度を低くすると、反応速度が小さくなり、平衡に達するまでに長い時間がかかるから。

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。

アンモニア水中では、アンモニアの一部が水と反応して、次の電離平衡が成り立っている。
$$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$$
この水溶液に塩化アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ を加えて溶かすと、$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ はほぼ完全に電離して $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ が増えるため、上の平衡は左に移動し、アンモニアの電離度は小さくなる。

このように、電離平衡にある水溶液に、その平衡に含まれるイオンと同じ種類のイオンを生じる物質を加えたとき、平衡が移動して弱電解質の電離が抑えられる現象を何というか。

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 ）。