医薬品の合成で用いるある可逆反応について、一定温度での標準ギブズエネルギー変化が…
医薬品の合成で用いるある可逆反応について、一定温度での標準ギブズエネルギー変化が負の値であることが分かった。化学平衡と平衡定数に関する記述として、正しいのはどれか。
- ⑴ 標準ギブズエネルギー変化が0になる温度では、平衡定数も0になる。標準ギブズエネルギー変化が0のとき、平衡定数の自然対数が0なので、平衡定数は1になります。
- ⑵ 触媒を加えると平衡定数が大きくなり、平衡での生成物の割合が増える。触媒は平衡に達するまでの速さを変えるだけで、平衡定数や平衡の組成は変えません。
- ⑶ この反応の平衡定数は1より大きく、平衡では生成物側に偏っている。標準ギブズエネルギー変化は気体定数と温度と平衡定数の自然対数の積に負号を付けた値なので、負なら平衡定数は1より大きくなります。
- ⑷ 反応物の初めの濃度を2倍にすると、平衡定数もそれに応じて大きくなる。平衡定数は温度だけで決まり、初めの濃度を変えても一定です。変わるのは平衡での各成分の量です。
- ⑸ 発熱反応であれば、温度を上げるほど平衡定数は大きくなっていく。発熱反応では温度を上げると平衡が吸熱の向き、つまり反応物側へ移り、平衡定数は小さくなります。
解説
正しいのは、平衡定数が1より大きく、平衡で生成物側に偏っているという記述です。標準ギブズエネルギー変化と平衡定数の間には、気体定数と絶対温度を用いた関係式があり、標準ギブズエネルギー変化が負なら平衡定数は1より大きく、0なら1になります。平衡定数は温度だけで決まり、触媒や初めの濃度では変わりません。発熱反応では、ルシャトリエの原理により、温度を上げると平衡定数が小さくなります。
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