質問: 次の化学の平衡定数の問題が分からなくて困っています。 次の化学の平衡定数の問題が分からなくて困っています。 次の文を読んで、実験について以下の問いに答えよ。ただし、[ ]内の記号は単位であり、気体はすべて理想気体で、気体定数はr[l・pa/(k・mol)]とする。 気体物質a、b、cについて、式(1)の平衡がある。 2a(気体)+b(気体)⇔2c(気体)......(1) この反応における平衡定数kc[l/mol]は、平衡状態における各気体の濃度[a][mol/l]、[b][mol/l]およびc[mol/l]を用いて式(2)のように表される。 kc=[c]^2/[a]^2[b]......(2) また、平衡状態における物質a、bおよびcの分圧をそれぞれpa[pa]、pb[pa]およびpc[pa]とすると、圧平衡定数kp[pa^-1]が式(3)のように表される。 kp=pc^2/pa^2pb......(3) 実験 一定容積の空の反応容器(容積v[l])に、物質aを物質量2n[mol]および物質bを物質量n[mol]入れて放置したところ、式(1)の平衡状態になった。このときの温度はt[k]であり、物質bについて、はじめに入れた物質量に対して反応した物質量の割合は、αであった。 (1)平衡状態にあるときの[a]をv、a、nで表せ。 (2)平衡定数kcをv、a、nで表せ。 (3)平衡状態にあるときのpbをt、v、r、a、nで表せ。 (4)圧平衡定数kpをt、v、r、a、nで表せ。 という問題です。 長々と申し訳ありません....。 (1)はなんとか理解できたのですが、(2)(3)(4)が全く分かりません。 よろしければなるべく詳しく教えていただけないでしょうか? 図々しい質問で大変申し訳なく思っております。 どうぞよろしくお願い致します。
回答: メンドイので(1)が分かったところからはじめます。 (2)は[a][b][c]が分かれば求まります。 [a]が分かるなら、[b]はその半分です。 加えた量も反応に使われる量も2:1なのでaとbは常に2:1だからです。 [c]は2n-[a]です。なぜなら消費されるaと生成するcは同じ物質量(モル数)だからです。 (3)は上で[b]が求まっているので、[b]×v=n(b)...bのモル数。 これからpb×v=n(b)rt で求まります。 (4)も残りのa、cのモル数が(3)と同様に求まるので、解けるでしょう。