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物理化学の問題に解答お願いします。 ヨウ素I2は比較的穏やかな温度条件でヨウ...

moy********さん

2011/11/1616:59:17

物理化学の問題に解答お願いします。

ヨウ素I2は比較的穏やかな温度条件でヨウ素原子I2に解離する。1000Kにおいて始めに1.00dm^3 、6.00*10^-3 molのI2が存在し、最終的な平衡圧力が0.750atmであったとする。平衡が

I2(g) = 2I(g)
で与えられるとして、平衡におけるヨウ素分子I2とヨウ素原子Iの物質量を求め、圧平衡定数Kpと反応進行度ξを求めよ。

なるべく早い解説お待ちしております。よろしくお願いします。

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pla********さん

2011/11/1618:55:40

I2=2I・・・①
でI2が平衡になって(6.00x10^-3)-x molになったとき、Iは2x mol生じています。その結果全mol数は(6.00x10^-3)+x molです。体積はもとのまま1.00x10^-3 m^3であるとします。最終状態に状態方程式を適用すると
0.750x1.013x10^5x1.00x10^-3=((6.00x10^-3)+x)R1000
(6.00x10^-3)+x=9.14x10^-3
x=3.14x10^-3 mol・・・②
となります。したがってそれぞれの圧は
P(I2)=[{(6.00x10^-3)-(3.14x10^-3)}/{(6.00x10^-3)+(3.14x10^-3)}]x0.750
={(2.86x10^-3)/(9.14x10^-3)}x0.750=0.235 atm・・・③
P(I)=[(2x3.14x10^-3)/{(6.00x10^-3)+(3.14x10^-3)}]x0.750
={(6.28x10^-3)/(9.14x10^-3)}x0.750
=0.515 atm・・・④
圧平衡定数は
Kp=(P(I))^2/P(I2)=0.515^2/0.235=1.13・・・⑤
となります。反応進行度は式中の成分iについてdξ/dt=dni/νiで定義されるものの意味と思います。ここでνiは化学式でiの係数です。ただし原系でマイナス、生成系でプラスとします。ξはすべての成分に共通になります。
ni=noi+νiξ・・・⑥
でnoiは初期のモル数です。I2の場合、初期のモル数はゼロ、化学式の係数は2、生成したモル数は2x3.14x10^-3 molですので
2x3.14x10^-3=0+2xξ
ξ=3.14x10^-3
となります。

質問した人からのコメント

2011/11/17 15:02:55

詳しい解説ありがとうございます。
とても参考になりました。

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