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課題 1.

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1 課題 1

2 この条件下での平衡定数は、     ln K = - ΔrGo / (R T)    135.2×103        = -  =-8.13              8.31×2000     従って、 K = e-8.13 = 2.95×10-4 [-]                 α3/2 p1/2 例題7・2と同様に K =   と近似でき、 21/2   p = 200 [kPa] = 2 [bar] であるから、 K =  α3/2   よって、 α = 4.41×10-3 1   O2 のモル分率は (α/2) / (1+ α/2) =

3 課題 2

4 課題 3

5 与えられたデータから   1/T ln K となり、これをプロットすると右図になる。 良好な直線関係が得られており、 傾きは 2.44×104 [K] である。(最小二乗) よって式                   より、 3 ΔrH = -(24.4×104) × 8.31 = -202.7 ×103 [J mol-1] = -203 [kJmol-1]

6 (別解)  p. 219 「探求」より、 ln K = a + b (1/T) + c (1/T)3  ・・・・①  とかける                   与えられた条件を①に代入すると、 ln (4.0×1024) = a + b (1/300) + c (1/300)3  ・・・・② ln (2.5×1010) = a + b (1/500) + c (1/500)3  ・・・・③ ln (3.0×104) = a + b (1/700) + c (1/700)3  ・・・・④ 計算して整理すると   56.6 = a + (3.33×10-3) b + (3.70×10-8) c  ・・・・⑤ 23.9 = a + (2.00×10-3) b + (8.00×10-9) c  ・・・・⑥ 10.3 = a + (1.43×10-3) b + (2.92×10-9) c  ・・・・⑦ ⑤-⑥  32.7 = (1.33×10-3) b + (2.90×10-8) c  ・・・・⑧ ⑤-⑦   = (1.90×10-3) b + (3.41×10-8) c  ・・・・⑨ ⑧×1.90-⑨×1.33    32.7×1.90-46.3×1.33 = (2.90×1.90-3.41×1.33) ×10-8 ×c ・・・・⑩ 0.551 = ×10-8 ×c   ∴ c = 5.65×107 [K3] b = 2.34×104 [K]

7 ここで、ファントホッフの式                    が成り立つ ln K = a + b (1/T) + c (1/T)3  ・・・① より、T = 500 [K] では、 左辺 = b + 3c (1/T)2 =(2.34×104 ) + 3×(5.65×107)×(1/500)3 =2.34×104 [K] d ln K したがって、 ΔrHo =- ×R d(1/T) = -(2.34×104)×8.31 = -194.4 ×103 [J mol-1] = 190 [kJ mol-1]

8 課題 4

9                                を用いて計算する 25℃(T1)、100℃(T2)における平衡定数をそれぞれK1, K2とすると、       ln (K2/K1) = -ΔrHo / R × (1/T2 -1/T1)       より、 ln K2 = ln K1 -ΔrHo / R × (1/T2 -1/T1)       T1 = 298 [K] K1 = T2 = 373 [K] , R = [J K-1 mol-1 ] ΔrHo = 2 ΔfHo(NO2) - ΔfHo(N2O4)         (p. A43 表2・7)           = 2×(+33.18)-(+9.16) = 57.20 [kJ mol-1]  を代入して、        ln K2 =ln (0.148) -(57.20×103)/8.31×(1/398-1/298) = 2.73       したがって、  K2 = 15.3 [-]


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