化学平衡について…

質問

正誤問題で
『Ｎ2＋３Ｈ2＜＝＞２ＮＨ3　の反応が平衡状態にあるとき、
Ｎ2，Ｈ2，ＮＨ3の分子数の比は１：３：２になっている』
とあり、答えが【誤】になる理由教えてください（＞＜）
今日テストなんです（－－；

回答No.1

psa29 · ベストアンサー

>Ｎ2＋３Ｈ2＜＝＞２ＮＨ3　の反応が平衡状態にあるとき

この反応式では、１つの（１molの）窒素分子と３つの（３molの）水素分子が反応すると２つ（２molの）アンモニア分子が生じるということを表しています。
逆に２molのアンモニアが分解すると、それぞれ１molの窒素と３molの水素が生じる事も表しています。

問題の前提として、平衡状態にあるということですね。

平衡状態というのは左向きの反応と右向きの反応の速度が等しくなって、見かけ上反応が止まってしまったように見える状態ですよね。

今、窒素１molと水素３molを混ぜた瞬間を考えてみると、そこにはアンモニアは生じていません。混ぜた後にアンモニアは生成し始めます。

そして、右向きのアンモニア生成反応は時間の経過と共に原料となる窒素や水素の量が減ってしまうので遅くなり、左向きのアンモニア分解反応は時間の経過と共にアンモニア量が増えてくるので速くなっていき、ついには等しくなってしまったところが、平衡状態なのですよね。

初めに１molの窒素と３molの水素を混合しました。この内のいくらかが反応して、アンモニアができるのですが、平衡状態では３種類の分子全てが存在しています。
平衡状態では、全てがアンモニアに変わってしまった訳ではないので、アンモニアの生成量は２mol以下ですよね。
（もし、この反応がすごく右側に偏っていれば、アンモニアの生成量は２molに近くなりますが、その時は水素と窒素は殆ど残っていないことになります。）

アンモニアの生成量が、どの割合になったときに平衡状態になるのかが分からないと、３種類の分子数の比は、計算できないのではないでしょうか？

以上のことから
＞Ｎ2＋３Ｈ2＜＝＞２ＮＨ3
という反応式から、単純に１：３：２ということは言えないと思います。
よって、この問題では答えが【誤】になるのでしょう。

回答No.2

oshiete_goo

もし，理由を書けと言われたら，
『化学反応式の係数は，反応するときのモル比を表しているだけで，温度や圧力の条件によって平衡は移動し，平衡状態での分子数比も変わるから』
などと書いておくのが無難ではないでしょうか．