共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)本試験
問93 (化学(第2問) 問2)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)本試験 問93(化学(第2問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

次の問いに答えよ。

容積可変の密閉容器に二酸化炭素CO2と水素H2を入れて、800℃に保ったところ、次の式(1)の反応が平衡に達した。

平衡状態のCOの物質量を増やす操作として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、反応物、生成物はすべて気体として存在し、正反応は吸熱反応であるものとする。
問題文の画像
  • 密閉容器内の圧力を一定に保ったまま、容器内の温度を下げる。
  • 密閉容器内の温度を一定に保ったまま、容器内の圧力を上げる。
  • 密閉容器内の温度と圧力を一定に保ったまま、H2を加える。
  • 密閉容器内の温度と圧力を一定に保ったまま、アルゴンを加える。

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この過去問の解説 (2件)

01

ルシャトリエの原理を使って解く問題です。

選択肢1. 密閉容器内の圧力を一定に保ったまま、容器内の温度を下げる。

誤り。

正反応は吸熱反応なので、温度を下げると発熱方向つまり逆反応方向に平衡が移動しCOは減ります。

選択肢2. 密閉容器内の温度を一定に保ったまま、容器内の圧力を上げる。

誤り。 

この反応は左辺・右辺ともに気体のモル数が2molで等しいため、圧力を変えても平衡は移動しません。

選択肢3. 密閉容器内の温度と圧力を一定に保ったまま、H2を加える。

正しい=正解。 

反応物であるH2を加えると平衡は正反応方向に移動し、COの物質量が増えます。

選択肢4. 密閉容器内の温度と圧力を一定に保ったまま、アルゴンを加える。

誤り。 

アルゴンは反応に関与しない不活性ガスです。アルゴンを加えると各成分の分圧は下がりますが、左辺と右辺のモル数が等しいため平衡は移動しません。

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02

平衡状態から変化させてその変化を使う問題です。

今回はCOの物質量を増やしたいため、正反応を促す選択肢を選ぶ必要があります。

選択肢1. 密閉容器内の圧力を一定に保ったまま、容器内の温度を下げる。

正反応は吸熱反応のため、正反応が起こりにくくなります。

選択肢2. 密閉容器内の温度を一定に保ったまま、容器内の圧力を上げる。

物質量が変化しないため、平衡状態は一定となります。

選択肢3. 密閉容器内の温度と圧力を一定に保ったまま、H2を加える。

H2が加えられることで平衡が傾き、正反応が起こりやすくなります。

よってこの選択肢が正解となります。

選択肢4. 密閉容器内の温度と圧力を一定に保ったまま、アルゴンを加える。

Arを加えることで物質量は変化しませんが、圧力が変化します。

ですが圧力が変化しても平衡状態は一定となります。

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