大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）本試験
問98 (化学（第2問） 問3)
問題文
次の問いに答えよ。
溶液中での、次の式（1）で表される可逆反応
A⇄B＋C ・・・・・（1）
において、正反応の反応速度v1と逆反応の反応速度v2は、v1＝k1［A］，v2＝k2［B］［C］であった。ここで、k1，k2はそれぞれ正反応、逆反応の反応速度定数であり、［A］，［B］，［C］はそれぞれA，B，Cのモル濃度である。反応開始時において、［A］＝1mol／L，［B］＝［C］＝0mol／Lであり、反応中に温度が変わることはないとする。k1＝1✕10－6／s，k2＝6✕10－6L／（mol・s）であるとき、平衡状態での［B］は何mol／Lか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
溶液中での、次の式（1）で表される可逆反応
A⇄B＋C ・・・・・（1）
において、正反応の反応速度v1と逆反応の反応速度v2は、v1＝k1［A］，v2＝k2［B］［C］であった。ここで、k1，k2はそれぞれ正反応、逆反応の反応速度定数であり、［A］，［B］，［C］はそれぞれA，B，Cのモル濃度である。反応開始時において、［A］＝1mol／L，［B］＝［C］＝0mol／Lであり、反応中に温度が変わることはないとする。k1＝1✕10－6／s，k2＝6✕10－6L／（mol・s）であるとき、平衡状態での［B］は何mol／Lか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
大学入学共通テスト（理科）試験 令和4年度（2022年度）本試験 問98（化学（第2問） 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
次の問いに答えよ。
溶液中での、次の式（1）で表される可逆反応
A⇄B＋C ・・・・・（1）
において、正反応の反応速度v1と逆反応の反応速度v2は、v1＝k1［A］，v2＝k2［B］［C］であった。ここで、k1，k2はそれぞれ正反応、逆反応の反応速度定数であり、［A］，［B］，［C］はそれぞれA，B，Cのモル濃度である。反応開始時において、［A］＝1mol／L，［B］＝［C］＝0mol／Lであり、反応中に温度が変わることはないとする。k1＝1✕10－6／s，k2＝6✕10－6L／（mol・s）であるとき、平衡状態での［B］は何mol／Lか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
溶液中での、次の式（1）で表される可逆反応
A⇄B＋C ・・・・・（1）
において、正反応の反応速度v1と逆反応の反応速度v2は、v1＝k1［A］，v2＝k2［B］［C］であった。ここで、k1，k2はそれぞれ正反応、逆反応の反応速度定数であり、［A］，［B］，［C］はそれぞれA，B，Cのモル濃度である。反応開始時において、［A］＝1mol／L，［B］＝［C］＝0mol／Lであり、反応中に温度が変わることはないとする。k1＝1✕10－6／s，k2＝6✕10－6L／（mol・s）であるとき、平衡状態での［B］は何mol／Lか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- 1／3
- 1／√6
- 1／2
- 2／3
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この過去問の解説 （1件）
01
化学平衡に関する問題です。
平衡状態での[B]を問われています。
平衡状態とは、正反応の速度と逆反応の速度が等しい状態です。
よって、平衡状態では次の式が成り立ちます。
k1[A]=k2[B][C]
反応速度定数が与えられているので代入します。
1×10-6[A]=6×10-6[B][C]
ここで平衡状態のときの[A][B][C]がわかりません。
求めたい[B]をXと置きます。反応前の[A]は1です。
A、B、Cは1:1:1で反応するため、平衡時の[A][B][C]は以下になります。
[A]=1-X、[B]=X、[C]=X
これを反応速度式に当てはめます。
1×10-6×(1-X)=6×10-6×X2
6X2+X-1=0
(2X+1)(3X-1)=0
X=-1/2、1/3
回答の選択肢にあるのは1/3となります。
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