化学平衡（知識）の問題

密閉容器内で、窒素 ${\mathrm{N}}_2$・水素 ${\mathrm{H}}_2$・アンモニア $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ が次の平衡状態にある。
$${\mathrm{N}}_2+3{\mathrm{H}}_2\rightleftarrows 2N{\mathrm{H}}_3$$
この反応の平衡定数（濃度平衡定数）を
$$K=\frac{[\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3{]}^2}{[{\mathrm{N}}_2][{\mathrm{H}}_2{]}^3}$$
とする。この平衡状態から、次のア〜オの操作をそれぞれ行い、新しい平衡状態になったとする。新しい平衡状態での $K$ の値が、操作の前と比べて変化するものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、ア・オ以外の操作では温度を一定に保つものとする。

• ア　温度を上げる。
• イ　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。
• ウ　触媒を加える。
• エ　体積を一定に保ったまま、${\mathrm{N}}_2$ を加える。
• オ　温度を下げる。

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。

ピストン付きの容器の中で、次の可逆反応が平衡状態にある。物質はすべて気体である。

$${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_4\rightleftarrows 2\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2$$

温度と全圧を一定に保ったまま、この反応に関係しないアルゴン $\mathrm{Ar}$ を容器に加えた。新しい平衡状態になったとき、加える前に比べて物質量が増加している物質は、${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_4$ と $\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2$ のどちらか。化学式で答えよ。ただし、気体はすべて理想気体とみなす。

酢酸は水溶液中で一部が電離し、次の電離平衡が成り立っている。

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

温度を $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ に保ったまま、$0.10mol/L$ の酢酸水溶液を水で薄めて $0.010mol/L$ にした。薄める前と比べ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、水の電離による ${\mathrm{H}}^{+}$ は無視できるものとする。

• ア　酢酸の電離定数 $K_a$ は大きくなる。
• イ　酢酸の電離度は大きくなる。
• ウ　酢酸の電離定数 $K_a$ は変わらない。
• エ　水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は大きくなる。
• オ　酢酸イオン濃度 $[\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}]$ は小さくなる。