問題 4

容積5.0 dm

^3

の容器に300 K、101.325 kPaでエタンを満たして密閉し、加熱した。測定圧力：300 Kで101.3 kPa（理論値

p'=101.3

kPa）；500 Kで169.8 kPa（

p'=168.7

kPa）；800 Kで276.1 kPa（

p'=269.9

kPa）；1000 Kで500.7 kPa（

p'=337.4

kPa）。(a) 高温で実測圧力が理論値を超える理由を説明し反応式を書け。(b) 800 Kおよび1000 Kでのエタンの分解率

\alpha

と平衡定数

K_p

を求めよ。(c) ファント・ホッフの式を用いて800–1000 Kにおける平均反応エンタルピー

\Delta H^\circ

を計算せよ。（

R = 8.314

J mol

^{-1}

^{-1}

）

ステップ 2/4: 800 Kと1000 Kでの分解率の計算

\alpha_{800} = \dfrac{276.11 - 269.93}{269.93} = 0.023; \quad \alpha_{1000} = \dfrac{500.75 - 337.41}{337.41} = 0.484

分析

800 Kではエタンのわずか2.3 %しか脱水素されないが、1000 Kでは48.4 %まで急増する。