°101.〈アンモニア合成の平衡〉
図は、水素と窒素を3:1 の物質量比で混合して平
衛に達したときの,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、
仙媒を加えて圧力を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。
/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。
Vr 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°C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3.0×10'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。
(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,
3.0×10'Pa 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)
20
0
200 300 400 500 600 700
1)
温度
COT
(5
[10 同志社大)
% アンモニアの物質量百分率
