2012年問題17、反応の方向について
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17. 天然ガスを原料とするアンモニア製造において、物質は理想気体と見なされる。メタン蒸気の変換反応：CH4（g）+ H2O（g）→ CO（g）+ 3H2（g）は可逆反応である。水蒸気の量を増やすと、反応の進行方向はどのように変わるか？ A 反応物側に変化する B 影響なし C 生成物側に変化する D 判定不能 古い問題が再び出て、完全に混乱してしまう。水蒸気が加わったことで系の圧力が上昇したとすれば、圧力が下がる方向、つまり反応物側に向かうはずだ。 でも水蒸気は反応物でしょう、また生成物の方に進むんじゃないですか？ 答えはD、判断できないということでしょうか？
さっき式を書いたけど、Bには影響ないはずだ
反応の進行方向を判断するには、主に各成分の濃度の変化を見る。この問題が定容の場合、水蒸気を加えることで水の濃度が変わり、他は変わらないため、反応は右方向に進行する。条件が不完全なので判断できず、Dを選ぶ
この問題は条件が不完全な気がします。圧力や濃度の観点から判断すると、容積が一定かどうかは述べられていません
この問題は条件が不完全な気がします。圧力や濃度の観点から判断すると、容積が一定かどうかは述べられていません
アプローチ1：製造工程は反応器内で行われ、定容と見なす；水蒸気を加えると、平衡は減圧方向へ移動し、つまり反応物側へ移動する； 水蒸気を加えることで反応物の濃度が上昇し、動力学的な観点から見ると、正反応の速度が増大する；それに応じて、逆反応の速度も速くなる；しかし、最終的な結果は反応速度が正の反応速度よりも大きくなることである。 アプローチ2：製造工程は反応器内で行われ、定容と見なす；製造工程では一般的に圧力を制御し、定圧を考慮する；定容定圧の下で水蒸気を加えると、必然的にメタンが減少するか、温度が下がる；問題文にメタンの削減とは書かれていないので、必然的に閉系では温度が下がる傾向にある； 温度が下がると、反応は必然的に発熱方向へ移行する；正反応は吸熱し、逆反応は発熱する；したがって、バランスも左にシフトする！！
この問題はこう理解すべきです。メタンと水蒸気はどちらも反応物であり、反応物を増やして他のパラメータを変えない場合、反応は必然的に正の反応方向に進行します。メタンの場合、その反応はより完全に進行するため、この意味で反応は必ず生成物側に向かって進行することになります。つまり、答えはCが正しいです。 投稿者は考えすぎている。
純固体や純液体の場合、反応物の量を増やしてもその濃度自体は変わらず、つまり水の濃度も変わらないため、この観点から見ると平衡は移動しない；しかし、水蒸気の量を増やすと系の圧力が上昇し、平衡は体積が減少する方向に移動する
Cを選ぶ。反応物の量が増え、平衡は右に移動する