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問題文・図
理工3学部（一般・英外） 第Ⅱ問
出題：中央大学。公式問題の該当箇所を抜粋。原本PDF ↗
条件を整理する
気体A＋B⇄2C、ΔH＝−40 kJ。体積一定、400℃でAとBを各0.050 mol/Lから反応させ、平衡時[C]＝0.040 mol/L。vf＝kf[A][B]、vr＝kr[C]²、kf＝0.020 L/(mol·s)が与えられます。異なる温度でKc＝4.0の場合や、温度・He・触媒の影響も問われます。
A＋B⇄2Cの平衡で、濃度と反応速度はどう結びつく？
初濃度[A]＝[B]＝0.050、平衡[C]＝0.040 mol/Lなので、平衡[A]＝[B]＝0.030。kf＝0.020からkr＝0.01125≃0.011 L/(mol·s)。[C]＝0.020の瞬間のvf/vrは約7.1で、最も近い整数は7です。
反応の進み具合で、濃度と速度比を比較
xは反応で消費したAの濃度です。x＝0.010が途中の状態、x＝0.020が400℃の平衡。スライダーは時間そのものではありません。丸め前のkrを使って計算します。
x＝0.02 · 正/逆の速度比 1（平衡）
解法を、順番に。
係数2を使い、濃度の増減表を作る
AとBがxずつ減ると、Cは2x増えます。平衡のCが0.040なのでx＝0.020、残るAとBは0.050−0.020＝0.030 mol/L。
この反応式では気体の物質量の合計は変わりません。濃度の和が0.100のままかを確認すると、係数の取り違えを見つけられます。
平衡ではvf＝vrから逆反応の速度定数を求める
平衡濃度を速度式へ代入し、kf[A][B]＝kr[C]²を解きます。未丸めの値は0.01125、解答欄に合わせると0.011です。
[C]＝0.020の瞬間にはx＝0.010なので[A]＝[B]＝0.040。平衡値と瞬間の濃度を混ぜず、同じ時点の値で速度比を求めます。
温度が変わった別条件では、Kcを使う
別温度でKc＝4.0、A・Bの初濃度が各0.030なら、[A]＝[B]＝0.030−x、[C]＝2xと置き直します。
4＝(2x)²/(0.030−x)²より、濃度が正である範囲で2x/(0.030−x)＝2。x＝0.015なので[C]＝0.030 mol/L。前の実験の初濃度を流用しないことがポイントです。
温度・不活性気体・触媒は別々に考える
正反応は発熱なので、温度を上げると吸熱側の逆反応が有利になり、平衡のCは減ります。一方、体積と温度を一定にしたままHeを加えても、A・B・Cの濃度は変わらず平衡は動きません。
触媒は正逆両方向の反応を速めますが、同じ温度での平衡定数や平衡濃度は変えません。公式の(4)は⑧、(5)で誤っている記述は③。触媒は反応の途中で変化することもありますが、一連の反応を通じて再生されます。
解き方、つかめた？
ここからはCurigo独自の確認クイズです。選んだあと、理由まで確かめましょう。
0 / 3 問を確認
よくある疑問
平衡では反応が止まる？
止まりません。正反応と逆反応が同じ速度で進む動的平衡です。
不活性気体を加えると必ず平衡は動かない？
条件の確認が必要です。本問は体積・温度一定なので反応物の濃度が変わりません。一般に圧力一定の操作とは区別します。
出典・解答の確認
出題：中央大学 2026年度 理工3学部（一般・英外）（2026-02-15実施）化学 第Ⅱ問。問題文・図・選択肢は大学公式PDFの該当箇所を抜粋して掲載しています。「条件を整理する」はCurigoによる要約です。
解説・計算図・確認クイズはCurigoが独自に作成。公開されている解答例との照合に加え、代入・式変形・全列挙・数値計算など、設問に応じた検算を行っています。図の操作は理解を助けるためのもので、証明は本文に示しています。