大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問103 (化学（第2問） 問4（b）)
問題文
（1）の化学平衡が、温度によってどのように変化するかを考える。
ピストンの付いた密閉容器に2.0✕10－2molのNO2を入れ、圧力1.0✕105Paのもとで温度を変えて平衡に達したときの体積を測定した。30℃、60℃、90℃での測定結果を表1に示す。表1から、温度が上昇すると平衡が（ ア ）に移動したことがわかる。
また、NO2からN2O4が生成する反応（式（1）の正反応）は、（ イ ）反応であることがわかる。後の問いに答えよ。
ただし、気体定数はR＝8.3✕103Pa・L／（K・mol）とする。
b 温度60℃では、初期のNO2の物質量2.0✕10－2molの何％がN2O4に変化しているか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
ピストンの付いた密閉容器に2.0✕10－2molのNO2を入れ、圧力1.0✕105Paのもとで温度を変えて平衡に達したときの体積を測定した。30℃、60℃、90℃での測定結果を表1に示す。表1から、温度が上昇すると平衡が（ ア ）に移動したことがわかる。
また、NO2からN2O4が生成する反応（式（1）の正反応）は、（ イ ）反応であることがわかる。後の問いに答えよ。
ただし、気体定数はR＝8.3✕103Pa・L／（K・mol）とする。
b 温度60℃では、初期のNO2の物質量2.0✕10－2molの何％がN2O4に変化しているか。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）追・再試験 問103（化学（第2問） 問4（b）） （訂正依頼・報告はこちら）
（1）の化学平衡が、温度によってどのように変化するかを考える。
ピストンの付いた密閉容器に2.0✕10－2molのNO2を入れ、圧力1.0✕105Paのもとで温度を変えて平衡に達したときの体積を測定した。30℃、60℃、90℃での測定結果を表1に示す。表1から、温度が上昇すると平衡が（ ア ）に移動したことがわかる。
また、NO2からN2O4が生成する反応（式（1）の正反応）は、（ イ ）反応であることがわかる。後の問いに答えよ。
ただし、気体定数はR＝8.3✕103Pa・L／（K・mol）とする。
b 温度60℃では、初期のNO2の物質量2.0✕10－2molの何％がN2O4に変化しているか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
ピストンの付いた密閉容器に2.0✕10－2molのNO2を入れ、圧力1.0✕105Paのもとで温度を変えて平衡に達したときの体積を測定した。30℃、60℃、90℃での測定結果を表1に示す。表1から、温度が上昇すると平衡が（ ア ）に移動したことがわかる。
また、NO2からN2O4が生成する反応（式（1）の正反応）は、（ イ ）反応であることがわかる。後の問いに答えよ。
ただし、気体定数はR＝8.3✕103Pa・L／（K・mol）とする。
b 温度60℃では、初期のNO2の物質量2.0✕10－2molの何％がN2O4に変化しているか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- 1.9
- 3.7
- 8.1
- 19
- 37
- 81
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この過去問の解説 （2件）
01
平衡状態におけるN２O４の物質量をXmolとしたときの全物質量の求め方ですが、平衡時のN２O4の物質量をXmolとしているので、2NO2の物質量は（2.0×10-2ー2X）molとなります。
よって全物質量は（2.0×10-2ー2X）＋X＝（2.0×10-2ーX）molと考えることができます。
また気体の状態方程式より
1.0×105Pa✕450／1000L＝（2.0×10-2ーX）mol✕8.3×103Pa・L/K・mol✕333K
これをXについて解くと、X＝3.72×10-3mol
以上のことから
3.72×10-3mol／2.0×10-2✕100＝37.2%
よって最も適当な数値は37ということが分かります。
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02
初期のNO2の物質量2.0✕10－2molは、温度60℃，圧力1.0✕105Paでは
PV=nRTより、
V=2.0✕10－2mol ✕ 8.3✕103Pa・L／（K・mol）✕ 333 K / 1.0✕105 Pa
=0.55 L
の体積を持ちます。
このうちx%がN2O4に変化しているとすると、
NO2が0.55✕(1-x/100) L
N2O4が0.55✕(x/100)/2 L
の体積となるので、
0.55✕(1-x/100) + 0.55✕(x/100)/2 = 0.45
x=400/11=37（有効数字２桁）
気体の状態方程式から体積をきちんと求めましょう。
また反応によって体積がどのように変化するか、きちんと理解しましょう。
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