共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）本試験
問100 (化学（第2問） 問4)
問題文
19世紀後半、肥料の原料であるアンモニアNH3の大量製造が必要となり、窒素N2と水素H2から直接NH3を得ることが化学者の課題であった。この課題は、ハーバー・ボッシュ法によって解決され、有用なNH3の合成方法となっている。この反応は、次の式（3）で表される。また、N2とH2を1：3の物質量の割合で反応させ、平衡状態に達したときのNH3の体積百分率と温度の関係を図1に示した。NH3の合成に関する後の問いに答えよ。
ただし、反応に用いる密閉容器中では、N2，H2とNH3は気体として存在するものとする。
N2＋3H2 ⇄ 2NH3 ・・・（3）
式（3）の反応に対して、圧平衡定数Kpと濃度平衡定数Kcの関係を表したもの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、気体定数をR，絶対温度をTとする。
ただし、反応に用いる密閉容器中では、N2，H2とNH3は気体として存在するものとする。
N2＋3H2 ⇄ 2NH3 ・・・（3）
式（3）の反応に対して、圧平衡定数Kpと濃度平衡定数Kcの関係を表したもの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、気体定数をR，絶対温度をTとする。
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問題
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共通テスト（理科）試験 令和7年度（2025年度）本試験 問100（化学（第2問） 問4） （訂正依頼・報告はこちら） （新しいタブで開く）
19世紀後半、肥料の原料であるアンモニアNH3の大量製造が必要となり、窒素N2と水素H2から直接NH3を得ることが化学者の課題であった。この課題は、ハーバー・ボッシュ法によって解決され、有用なNH3の合成方法となっている。この反応は、次の式（3）で表される。また、N2とH2を1：3の物質量の割合で反応させ、平衡状態に達したときのNH3の体積百分率と温度の関係を図1に示した。NH3の合成に関する後の問いに答えよ。
ただし、反応に用いる密閉容器中では、N2，H2とNH3は気体として存在するものとする。
N2＋3H2 ⇄ 2NH3 ・・・（3）
式（3）の反応に対して、圧平衡定数Kpと濃度平衡定数Kcの関係を表したもの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、気体定数をR，絶対温度をTとする。
ただし、反応に用いる密閉容器中では、N2，H2とNH3は気体として存在するものとする。
N2＋3H2 ⇄ 2NH3 ・・・（3）
式（3）の反応に対して、圧平衡定数Kpと濃度平衡定数Kcの関係を表したもの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、気体定数をR，絶対温度をTとする。
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- KcRT
- Kc（RT）2
- Kc（RT）3
- Kc／RT
- Kc／（RT）2
- Kc／（RT）3
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この過去問の解説 （2件）
01
式⑶より、圧平衡定数Kpと濃度平衡定数Kcは、それぞれ次のように表せます。
KP＝PNH32／PN2×PH23
KC＝[NH3]2／[N2][H2]3
ここで気体の状態方程式を用いると
PN2V＝nN2RT
PN2＝nN2RT／V＝[N2]RT
同様に考えて
PH2＝[H2]RT
PNH3＝[NH3]RT
以上のことから、KP＝（[NH3]RT）2／[N2]RT×（[H2]RT）3＝[NH3]2／[N2][H2]3×1／（RT）2＝KC／（RT）2
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02
理想気体の平衡定数の関係式はKp=Kc(RT)Δnと表せます。
Δn=（生成物の気体の係数の総和）-（反応物の気体の係数の総和）であるので、
4-2=2となり、
Kp=Kc(RT)2となります。
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