問題3 次の文章を読んで、下の問いに答えよ。
窒素と水素に触媒を加え, 特別な条件にすると反応しアンモニアができる。 これを化学反応式にすると次のようになる。
N2 + 3H2 →2NH3
143202
この反応は気体の反応であり,気体については,「同じ温度、同じ圧力のとき、同じ体積中には,気体の種類にかか
わらず同じ数の分子が含まれる」という性質をもっている。 それをモデルで示すと下の図のようになる。このこと
から同じ温度 同じ圧力においては、 気体の反応の体積比は,
OO
分子数の比に対応していることがわかる。
下の問いにおいても,気体の体積は、同じ温度、同じ圧力で測定
されたものとする。
実験 ある条件で窒素10Lと水素 10L を反応させたところ, 気体の全体積が17L になったところで反応が止まった。
(1) アンモニアは, それ自身は有害な気体であるが,これを原料として硫酸アンモニウムが工業的に生産されている。
硫酸アンモニウムは何に利用されているか。
(2) 実験において, 生じたアンモニアの体積は何Lか。
A [解説と解答]
りゅうあん
(1) 硫酸アンモニウム (硫安) は, 窒素肥料として用いられている。
(2) 反応した窒素の体積をxL とすると, 「塾技153」 より
窒素と反応する水素は3xL, 生じたアンモニアは2xLとな
り, 反応の前後における各気体の体積変化は右の表のように
なる。 反応後の気体の全体積が17L より
(10 - x) + (10-3x) + 2x = 17
よって生じたアンモニアの体積は,3L
20 - 2x = 17
8
+ 8
反応前 10
10
反応後
2x = 3
∞
○○
8
(東大寺学園高)
肥料(窒素肥料)
|窒素[L] 水素[L] アンモニア [L]
10
0
x 10-3x
2x
3L
