反応進行量をx molとすると、平衡時はCOとH₂Oがそれぞれ1.4－x mol、CO₂とH₂がそれぞれx mol。
令和7年度 ガス主任技術者 甲種 基礎 問5
難度
標準
混合気体(CO：1.4mol、H₂O：1.4mol)を用いて、圧力280kPaにおいて、次のCOシフト反応を進行させた。
CO(g)＋H₂O(g)→CO₂(g)＋H₂(g)
平衡定数が36である場合、平衡状態におけるCO₂の分圧(kPa)として、最も近い値はどれか。ただし、各成分は気体状態に保たれるものとする。
選択肢
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全物質量は反応前後とも2.8molであり、平衡定数K＝(pCO₂pH₂)/(pCOpH₂O)＝x²/(1.4－x)²＝36。よってx/(1.4－x)＝6、x＝1.2mol。CO₂のモル分率は1.2/2.8＝3/7で、分圧は280×3/7＝120kPa。
各選択肢の解説
- 1
20
誤り。20kPaは反応後に残るCOまたはH₂Oの分圧(0.2/2.8×280)であり、生成したCO₂の分圧ではない。
- 2
70
誤り。平衡定数36からCO₂は1.2molとなり、全2.8molに対する分圧は120kPaである。
- 3
120
正しい。CO₂の分圧＝280kPa×1.2/2.8＝120kPa。
- 4
140
誤り。140kPaはCO₂が1.4mol生成したと仮定した値であり、平衡ではCOとH₂Oが0.2molずつ残る。
- 5
280
誤り。280kPaは混合気体の全圧であり、CO₂単独の分圧ではない。
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出典：一般財団法人日本ガス機器検査協会「令和7年度ガス主任技術者試験（甲種）」基礎 問5（問題・正答）。解説は過去問AIの独自作成です。
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