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平衡に関する質問です。高校生です。
C(s)+CO2(g)⇄2COの反応において参考書に

・C(s)は濃度一定なので、ありさえすれば平衡点とは無関係
・C(s)が増えれば表面積が増え、右向きの反応速度が大きくなって平衡は右向きに移動すると思われるが、逆向きの反応を起こして固体になるにはすでにある固体表面が必要なので、逆向きの反応速度も固体C(s)の表面積に比例して大きくなるから平衡は移動しない

と書かれているのですが、二番目がよくわかりません。
逆向きの反応で、CO分子はC原子との衝突によって活性化エネルギーを超えるエネルギーをもらわなければならないので、Cの固体表面が必要だということでしょうか。
逆向きの反応速度はv=k[CO]^xであることからすると違うような気がします。

それとも空中でC(s)がパラパラと生じるのを嫌うのでしょうか。
黒鉛の結晶構造をつくるためには’土台’が必要ということなのでしょうか。

質問者からの補足コメント

  • No.1さん
    前半の話は分かりました。後半の説明を易しくお願いします。
    酸素分子はどこからやってきたのかもちょっと分かりません。

      補足日時:2015/05/18 18:30

A 回答 (2件)

結構良いところに目を付けましたが、忘れた方が良い。

それはあなたが自分で書いている。
>それとも空中でC(s)がパラパラと生じるのを嫌うのでしょうか。
>黒鉛の結晶構造をつくるためには’土台’が必要ということなのでしょうか。
固体炭素の最も安定な相はグラファイト、ほとんど誰も知らないがダイアモンドもスレでほとんど変わらず、ほんの少々不安定なだけ。
でも気相中に炭素「原子」が裸で「現われる」のは余りに熱的に不利、だから反応はグラファイト表面で起きると考えれば「正解」
>v=k[CO]^x
なんですが、余り意味が無いんです、平衡を考えると、上記反応で生じた酸素分子が固体炭素と反応してCOかCO2を作り、後者は過剰の炭素と反応して全てCOになっちゃう。
これがこの平衡の総て。
納得がいかなければ、追加して下さい。m(__)m
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界面での反応というか物理現象はすべて同じですよ。

浸透圧も、液相/気相間の溶解・凝結も、気相/液相間の気化・凝結も、凝固点降下も沸点上昇も、そして化学平衡も・・・・。その証拠にA=KTという似た式になるでしょ。
 界面では、常に交換が起きています。方向によってエネルギー収支がありますが、それは別の話です。例えば、液体の水と気体の水の界面では相互に交代していますが、どちらからたくさんぶつかるかでどちらに進むか決まります。
・圧力が高くなると気体分子の密度のみ上昇するため液相に移動する分子が増える。
 (余剰なエネルギーは熱になる。)
  沸点が上昇する。
・液相中に物質が溶けていると液相側から界面に衝突する粒子数が減る。沸点上昇

 浸透圧も固相反応も同じです。

 平衡に達する時間は界面の面積に依存しますが、平衡はあくまでつりあうまで待っての話ですから・・
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