共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問109 (化学（第2問） 問3)
問題文
次の問いに答えよ。
容積一定の密閉容器Xに水素H2とヨウ素I2を入れて、一定温度Tに保ったところ、次の式（2）の反応が平衡状態に達した。
平衡状態のH2、I2、ヨウ化水素HIの物質量は、それぞれ0.40mol、0.40mol、3.2molであった。
次に、Xの半分の一定容積をもつ密閉容器Yに1.0molのHIのみを入れて、同じ一定温度Tに保つと、平衡状態に達した。このときのHIの物質量は何molか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、H2、I2、HIはすべて気体として存在するものとする。
容積一定の密閉容器Xに水素H2とヨウ素I2を入れて、一定温度Tに保ったところ、次の式（2）の反応が平衡状態に達した。
平衡状態のH2、I2、ヨウ化水素HIの物質量は、それぞれ0.40mol、0.40mol、3.2molであった。
次に、Xの半分の一定容積をもつ密閉容器Yに1.0molのHIのみを入れて、同じ一定温度Tに保つと、平衡状態に達した。このときのHIの物質量は何molか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、H2、I2、HIはすべて気体として存在するものとする。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）本試験 問109（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。
容積一定の密閉容器Xに水素H2とヨウ素I2を入れて、一定温度Tに保ったところ、次の式（2）の反応が平衡状態に達した。
平衡状態のH2、I2、ヨウ化水素HIの物質量は、それぞれ0.40mol、0.40mol、3.2molであった。
次に、Xの半分の一定容積をもつ密閉容器Yに1.0molのHIのみを入れて、同じ一定温度Tに保つと、平衡状態に達した。このときのHIの物質量は何molか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、H2、I2、HIはすべて気体として存在するものとする。
容積一定の密閉容器Xに水素H2とヨウ素I2を入れて、一定温度Tに保ったところ、次の式（2）の反応が平衡状態に達した。
平衡状態のH2、I2、ヨウ化水素HIの物質量は、それぞれ0.40mol、0.40mol、3.2molであった。
次に、Xの半分の一定容積をもつ密閉容器Yに1.0molのHIのみを入れて、同じ一定温度Tに保つと、平衡状態に達した。このときのHIの物質量は何molか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、H2、I2、HIはすべて気体として存在するものとする。
- 0.060mol
- 0.11mol
- 0.20mol
- 0.80mol
- 0.89mol
- 0.94mol
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この過去問の解説 （1件）
01
化学平衡の問題です。
密閉容器Xの体積をVとして、モル濃度から式(2)の平衡定数を求めます。
K=[HI]2/[H2][I2]=(3.2/V)2/(0.40/V)×(0.40/V)=64
次に、密閉容器Yでの平衡状態での物質量を考えます。
平衡状態でのH2またはI2の物質量をxmolとすると、HIは1-2xmolとなります。
体積は密閉容器Xの半分なので1/2Vとなります。
64=((1-2x)/(1/2V))2/(x/(1/2V))(x/(1/2V))
64=(1-2x)2/x2
8=(1-2x)/x
8x=1-2x
10x=1
x=0.1
したがって、HIの物質量は1-2xなので、1-2×0.1=0.8mol
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