気体生成量の問題で、

質問

似たような質問ですいません、

問題　窒素3.0Lと水素5.0Lを混合して触媒を加えたところ、一部反応してアンモニアが生じ、反応前と同温同圧で体積は7.0Lになった。反応後の気体には何が何Ｌずつ含まれるか。

というもので、前回質問しました「一酸化炭素の完全燃焼したときの体積」の回答より、
同温同圧だから、分子の数比=体積比と理解し、
Ｎ2+３Ｈ2→２ＮＨ3
から　1：3：2　かな？考えたのですが、ここからよくわからなくなってしまいました。
1の窒素が3.0Ｌだとしたら、3の水素は9.0Ｌで、2のアンモニアは6.0Ｌ？これを足すと7.0Ｌになるようにどうにかすると考えてはいますが・・

答えは窒素2.5Ｌ水素3.5Ｌアンモニア1.0Ｌでした。

ご回答お願いいたします。

回答No.1

koz7291 · ベストアンサー

化学反応式を使った量的計算の典型的な問題ですね。
　考え方は、左辺の物質がいくらか反応して消費され、その分右辺の物質が生じる、という関係を、各物質の化学反応式中の係数に注意しながら書き出せばよいのです。このとき、考える量は、分子の数に比例する物質量です。この問題では、関係する物質が全部気体ですので、同温同圧の体積で表しています。同温同圧の体積は物質量に比例しますので、ここでは同温同圧の体積で考えればよいです。
　いま、窒素(N2)の係数が1なので、窒素が体積V Lだけ反応して平衡に達した、とします。すると、各物質の量(同温同圧の体積)は次のようになります。
(次の5行だけ位置がずれて見にくいので、Windowsの[アクセサリ]→[メモ帳]にコピー＆ペーストして、MS明朝などの等幅フォントで見て下さい)
体積/L
　　　　N2 + 3H2 → 2NH3
最初　 3.0 5.0 0
変化量 -V -3V 　 +2V
平衡時 3.0-V 5.0-3V 2V

　平衡時の全物質の体積の合計が7.0 Lなので、
3.0-V+5.0-3V+2V = 7.0
∴V = 0.5
よって、平衡時の各物質の体積は、
窒素: 3.0 L-0.5 L = 2.5 L
水素: 5.0 L-3×0.5 L = 3.5 L
アンモニア: 2×0.5 L = 1.0 L
となります。

お礼

わかりやすいご説明をありがとうございます。
ご回答ありがとうございました。