化学平衡について

質問

50lの容器にヨウ化水素3.2molを入れて、温度を一定に保ったところ平衡状態に達した。平衡状態でのヨウ化水素のmol数は1.6molであった。

1)平衡状態でのヨウ素の物質量はいくらですか？

2)平衡定数はいくらですか？

3)ヨウ素を1molにするにはヨウ化水素を何mol加えればよいですか？

回答No.2

KURUMITO · ベストアンサー

1)について
ヨウ化水素は次のように水素ガスとヨウ素ガスと平衡関係にあります。

2HI　⇔　　H2 + I2

ヨウ化水素の初期のモル数をAとし、分解した割合をXとすれば次の関係が成り立っています。

A*(1-X) = A * X / 2 + A * X / 2

平衡後のヨウ化水素のモル数は 1.6 molであるので

A*(1-X) = 3.2 * (1-X) = 1.6
X = 1.6 / 3.2

したがってヨウ素の量は

A * X / 2 = 3.2 * 1.6 /3.2 /2 = 0.8 mol

2)について

平衡定数をKとすれば

K = [ H2 ] * [ I2 ] / [ HI ]^2 = 0.8 * 0.8 / 1.6^2 = 0.25

3)について

平衡定数は次の式で表されます。

K = ( A * X /2 ) * ( A * X/2 ) / (A * (1 - X) )^2

ここで　ヨウ素の生成量は 1 mol となるので

A * X/2 = 1

A * X = 2

K = 1 * 1 / ( A - A*X )^2　= 0.25

( A - 2 )^2 = 1 / 0.25 = 4

A - 2 = 2

A = 4

ヨウ素 1 mol とするためにヨウ化水素は 4 mol 必要ですので、追加するヨウ化水素の量は

4 - 3.2 = 0.8 mol

お礼

丁寧に説明していただきありがとうございます

回答No.1

gohtraw

（１）この平衡は
２ＨＩ　⇔　Ｈ２　＋　Ｉ２
です。元々容器に入れたＨＩは３．２モルなので、平衡状態においては
ＨＩのモル数＋Ｉ２のモル数＊２
は３．２モルであり、ＨＩのモル数は１．６モルなので、Ｉ２は０．８モル、Ｈ２も０．８モルです。

（２）平衡定数は（ＨＩ、Ｈ２、Ｉ２のモル数をそれぞれａ，ｂ，ｃとすると）
ｂｃ／ａ＾２
で求められます。

（３）Ｉ２が１モルということはＨ２も１モルであり、加えたＨＩをｘモルとすると、平衡状態におけるＨＩの量は３．２＋ｘ－１＊２＝１．２＋ｘ　モルです。このとき平衡定数は
１＊１／（１．２＋ｘ）
であり、その値は（２）で求めた値と等しくなります。

お礼

解説ありがとうございます