反応速度

質問

ある温度で容積2.0Lの容器に水素とH2と窒素N2を入れて反応させたところ、20秒後にアンモニアNH3が0.040molを生成していた。この20秒後の平均反応速度をH2、N2、NH3の濃度変化を使って示せ。
比を使って解きたいのですが解き方が分かりません。

3H2+N2→2NH2
0 ？ ？ 0mol
↓
20s後？ ？ 0.04mol

教えて下さい。

回答No.2

jamf0421 · ベストアンサー

>aとbはどう求めたらいいんでしょうか。

それは初期値です。（最初に仕込む量です。）速度の場合は変化速度dn/dtを問題にするので消えてしまいます。

>0.001mol/secは0.001mol/L・sのことですよね。

質問者さんが20secで0.040mol書いたから0.001 mol/secなどと書いたのです。容積(2L)も勘定に入れるのですと、アンモニアの平均生成速度は
0.040 mol/sec/2L=0.020 mol/sec/L
になります。従ってたとえばv=(1/ν)(dn/dt)でカウントするならばアンモニアについては
v=(1/2)((0.04/2)/20)=5x10^(-4)(mol/L/sec)
となります。以下まったく同様にNo1でお答えしたすべての数値が半分になります。

回答No.1

jamf0421

質問の主旨が分からないところもあるので見当違いなら済みません。
初めに水素がa mol, 窒素がb molからStartし、20 sec後にアンモニアが0.04molだったとすれば、
3H2+N2→2NH3
の式から
水素；a-0.06 mol
窒素；b-0.02 mol
になっているはずです。一般には速度は
v=(1/ν)(dn/dt)
とします。そして今の例ではdn/dt=Δn/20とします。またここでνは化学反応式の係数です。原系をマイナス、生成系をプラスとします。
アンモニア；v=(1/2)(0.04/20)=0.001 mol/sec
窒素；v=(1/-1)(-0.02/20)=0.001 mol/sec
水素；v=(1/-3)(-0.06/20)=0.001 mol/sec
と何で測っても同じになります。しかしv=dn/dtの絶対値の形（しばしばやる形です。）とするならば、アンモニアではかれば0.002 mol/secであり、窒素ではかれば0.001 mol/secであり、水素ではかれば、0.003 mol/secということになります。

補足

aとbはどう求めたらいいんでしょうか。
0.001mol/secは0.001mol/L・sのことですよね。
理解できなくてすみません(泣)