化学平衡の問題について

質問

いきなりですみませんが、

(問)
ある酵素の触媒によって、以下のように平衡状態となっている反応がある。
A+B <=> 2C
AとBを1molずつ用いて反応させたところ、Cを0.4mol生じて平衡になった。Aを1.2mol用いてCを0.8mol以上得るにはBは何mol必要かを求めよ。ただし、温度その他の条件は一定とする。

　上記のような問題で解法に困っております。化学平衡については高校の頃の教科書と問題集を見て、ごく簡単なことはわかったのですが、この問題が解けません。もちろん自分でも手持ちの本をいろいろ調べたのですが、化学の問題のコツというものがまだわかっていません。どのように解いたらよいかご教授下さい。
　化学は高校の頃からずっと逃げてきたのですが、最近、生物系の勉強をするために急に必要になり、今さらながら高校の勉強をはじめました。試験が近々あるので申し訳ありませんが、なるべく早めに回答をお願いいたします。お手数かけます。

回答No.3

Kemi33 · ベストアンサー

ほぼお解りになっているようですので，要点だけ回答しておきます。

　平衡「 A ＋ B ⇔ 2C 」での A, B, C のモル濃度を [A], [B], [C] と表すと，平衡定数 K は次式で示されます。

　　K = [C]^2/[A][B]

　後は #2 さんお書きの様に最初の平衡の条件から平衡定数 K を求め（K=0.25，#2 さんは勘違いされているのでは？），目的の B の最低必要なモル数を x [mol] とでも置いて２つ目の平衡についての K の式を書きます。x に関する方程式になりますので解いてやれば x が求まります（3.6 mol）。

　平衡定数の定義，各成分のモル数，モル濃度，成分間の量的関係等を考えていけば必要な方程式が出来てくるかと思います。

お礼

回答者様のアドバイスのミスに気づかないで鵜呑みにして答えを出してしまうなんて小学生と同じレベルでした。もっと自分で考えなくてはいけませんね。お恥ずかしい。皆さん大切な時間をこちらの回答に割いてくださってありがとうございました。ここはkemi33さんへのお礼の欄なのですが、kemi33さんへの御礼を含めてこれに代えさせて頂きます。
　皆さんどうもありがとうございました。

回答No.4

nabla

>#2 さんは勘違いされているのでは？
あっ。本当ですね。ボケてました。

回答No.2

nabla

まずはこの温度における平衡定数を求めてみましょう。
平衡定数の定義は分かりますか？
モル濃度の比でしたね。
物質量は分かっていますがこの反応を行っている容器の体積が分からないのでとりあえずＶとしておきましょう。（どうせ後で消えますが）
まずは『AとBを1molずつ用いて反応させたところ、Cを0.4mol生じて平衡になった。』という部分に着目しましょう。
反応式からＡ、Ｂがそれぞれ0.2mol消費されてＣが0.4mol生成したことが分かりますから、平衡状態ではそれぞれの物質量は
Ａ、Ｂ：0.8mol
Ｃ：0.4mol
となります。
そうするとＡ、Ｂ、Ｃのモル濃度がそれぞれ
Ａ、Ｂ：0.8/Ｖ(mol/l)
Ｃ：0.4/Ｖ(mol/l)
これを平衡定数の式に代入すれば
Ｋ＝４と分かります。
続きは自分で考えましょう。

お礼

駆け足でやっていたので平衡定数の定義がわかったつもりになっていました。nablaさんの解説で勘違いをしていることに気づけました。ありがとうございました。また何かあったらよろしくお願いします。

回答No.1

graduate_student

0.4mol以上.

　　　　A + B ⇔ 2C
反応前 1 　1 　0
反応中 -a 　-a 　 2a
反応後 1-a 　1-a 　2a

反応後の2aが0.4molに相当する.
よってa=0.2となる.

このような感じで「Aを1.2mol用いてCを0.8mol以上得るにはBは何mol必要かを求めよ。」も同様にしてみればいかがですか？

お礼

よくわかりました。真中の表のようなものがたいへんためになりました。どうもありがとうございました。