高校発展Chapter 7約11分
化学平衡とルシャトリエの原理
平衡は「両方向に反応しながら見かけ上止まっている」状態。外から変化を加えると、それを打ち消す方向に動く。
#化学平衡#平衡定数#ルシャトリエ#可逆反応
つまり「変化を打ち消す方向に動く」
外から圧力を上げる → 平衡は圧力を下げようとして気体分子が減る方向へ
温度を上げる → 平衡は温度を下げようとして吸熱方向へ
これがルシャトリエの原理。直感で理解できる。
平衡定数K
温度が一定なら K は一定。
K > 1 → 生成物側に偏っている
K < 1 → 反応物側に偏っている
ルシャトリエの原理まとめ
| 操作 | 平衡の移動 |
|---|---|
| 反応物の濃度を増やす | 生成物側へ |
| 圧力を増やす | 気体mol数が減る方向へ |
| 温度を上げる | 吸熱方向へ |
| 触媒を加える | 移動しない（速度だけ増える） |
触媒は平衡を動かさない。試験で必ず出る。
ハーバー・ボッシュ法（アンモニア合成）
高圧 → NH₃増える方向 ○
高温 → 発熱反応なので NH₃減る方向 ✗
でも触媒が働く温度が必要 → 高温を採用
→ 収率より速度を優先する工業的判断。
💡豆知識
ハーバー・ボッシュ法では、N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ の反応を 450°C・200気圧で行う。高圧にするのは NH₃側に平衡を移動させるため（ルシャトリエ）。高温にするのは触媒が効く温度が必要だから（本来は低温が有利だが収率より速度を優先）。これは化学平衡理論を工業プロセスに最適化した典型例だ。
⚠よく間違えるところ
触媒は平衡を動かさない。これは試験で必ず出る知識。触媒は活性化エネルギーを下げて「速度」を上げるだけ。平衡定数Kは変えない。「触媒を加えると反応が進む」は「早く平衡に達する」という意味で「平衡の位置が変わる」ではない。
✓重要ポイント
まとめ
- 化学平衡：正反応速度 = 逆反応速度（動的平衡）
- K = 生成物/反応物の濃度比（温度のみで決まる）
- ルシャトリエ：変化を打ち消す方向に移動
- 触媒：速度↑、平衡は動かない、ΔHも変えない
まとめ
- 化学平衡：正反応速度 = 逆反応速度（動的平衡）
- K は温度のみで決まる
- ルシャトリエ：変化を打ち消す方向に移動
- 触媒は平衡を動かさない（速度だけ）
// quiz
確認問題
Q1.化学平衡の状態とは？
Q2.圧力を上げると平衡はどう動くか？
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