平衡定数についてよくわかりません

質問

２．９４molのヨウ素と８．１０molの水素との混合物は４４４℃で５．６４molのヨウ素水素を含む。
５．３０molのヨウ素と７．９４molの水素との混合物は同じ温度で何molのヨウ化水素を含むか。
という問題で、ヒントとして「最初の題意から平衡定数Ｋを求め、この値を使って次の問題を解く」が与えられたのですが、分かりませんでした。
どなたか教えてください！

回答No.2

rei00 · ベストアンサー

平衡定数が何かが分かってればヒントの通り考えていくだけですので『簡単』ですが，分かってないととんでもない間違いを犯して恥かく事にも・・・。

　さて，まず「平衡定数」が何かをハッキリさせておきましょう。難しい事は抜きにして，次の平衡反応 (1) に対して各化学種の濃度を元に (2) 式で表される定数Ｋを「平衡定数」と言います。（←→は平衡の意味。[●] は平衡になった状態での●の濃度。^a は a 乗の意味）

　a●＋b■＋c▼＋・・・ ←→ d○＋e□＋f▽＋・・・　(1)

　Ｋ = [○]^d・[□]^e・[▽]^f・・・／[●]^a・[■]^b・[▼]^c・・・　(2)

　お書きの反応で具体的に書けば次の様になります。

　　平衡： I2 ＋ H2 ←→ 2HI
　　Ｋ = [HI]^2/[I2][H2]

　これに最初の題意から得られる数値を代入してやればＫの値が求まります。

　ここで「平衡定数の式で使う濃度は平衡時の濃度」という事に注意して下さい。与えられている数値の中で平衡時の数値はヨウ化水素のモル数だけです。ヨウ素と水素のモル数は最初あったモル数ですので，平衡時には反応してヨウ化水素に変わった分だけ減っています。どれだけ減っているか（どれだけ反応したか）は，反応式から生じたヨウ化水素の半分と分かります。

　ヨウ化水素が 5.64 mol ですから，半分の 2.82 mol づつのヨウ素と水素が反応したと分かります。最初のモル数が分かっていますから差をとれば残っているヨウ素と水素が何 mol か分かりますね。

　この数値を (2) 式に入れるわけですが，使うのは濃度でモル数そのものではありません。困ったと思うかもしれませんが，こんな時は適当な文字変数を使ってモル数を濃度に換えておきます（大抵何とかなります）。今の場合，体積が解ればモル数から濃度が求まりますので，体積を V l としておきます。すると，分子分母に (1/V)^2 が出てきますので消しあって，文字変数 V は消えてしまいます（ほら，何とかなったでしょ）。後は計算するだけでＫが求まります。

　次にこのＫの値を使って問題を解くわけですが，求めたいヨウ化水素の mol 数を x とでも置いて，同様に考えてＫに関する方程式を立てます。得られた方程式を解いてやれば x（含まれるヨウ化水素のモル数）が求まります。

　ヨウ化水素 9.48 mol かと思います。

回答No.1

sanori

あ、もう一つのご質問と同じお方ですね。
これも簡単だと思いますよ。

化学反応は、反応する２つの物質の濃度の積に比例するので。

Ｋ×２．９４×８．１０＝５．６４

Ｋ×５．３０×７．９４＝エックス

これでエックス（答え）がわかります。
別のご質問への私の回答と同様、式の中のＫの場所には自信が無く、もしかしたら左辺ではなく右辺に掛け算（すなわち逆数）するものなのかもしれませんが、とにかくエックスは、これで大丈夫なはず。