;.図は,水素と窒素を3:1 の物質量比で混合して平
衡に達したときの,各温度における気体中に含まれる
アンモニアの物質量百分率を表している。曲線(b)は,
触媒を加えて圧力を3.0×10'Pa に保った場合の結果
である。次の問いに答えよ。なお,気体はすべて理想
80
60
40|
気体と見なすこと。
20
(1) 図とルシャトリエの原理に基づいて考えると,ア
ンモニアが生成する反応は発熱反応か,吸熱反応か。
「発熱,吸熱,判断できない」のいずれかで答えよ。
(2) 工業的なアンモニア合成の反応温度は500°C付近である。図からわかるように低
温でアンモニアの物質量百分率がより高くなるにもかかわらず,500°℃付近で反応さ
せるのはなぜか。理由を簡潔に記せ。
(3) 触媒を加えて圧力を6.0×10' Pa に保った場合の平衡におけるアンモニアの物質量
百分率の温度変化は,図の曲線(a), (b), (c)のうちいずれか,記号で記せ。
(4) 触媒を加えず圧力を3.0×107 Pa に保った場合の平衡におけるアンモニアの物質量
百分率の温度変化は,図の曲線(a), (b), (c)のうちいずれか,記号で記せ。
(5) 曲線(b)は,537°C, 3.0×10" Pa で 20%の値をとる。このとき,アンモニアが
1.0×10°mol 存在するとすれば,反応前の水素と窒素の混合気体の体積は,27°C,
3.0×107Pa で何 m°か,有効数字2桁で記せ。気体定数 R=8.3×10°Pa·L/(mol·K)
0
200 300 400 500 600_700
温度
(10 同志社大)
8
% アンモニアの物質量百分率