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単語帳
高校2~高校3年生 (16-18歳)

平衡の移動

Le Chatelier's Principle

ルシャトリエの原理は、濃度·圧力·温度などの外部変化が加わると、その変化を打ち消す向きに平衡が動くという考え方です。 反応物の濃度が増えると正反応側へ、圧力が上がると気体モル数の少ない側へ移動します。 温度だけが平衡定数K自体を変え、触媒は平衡位置はそのままで到達時間だけを短くします。 このページでは濃度と圧力を変え、平衡がどちらへ動くかを自分で確かめます。

直感導入 — 自然は均衡を取り戻そうとする
💡 例え:シーソーの均衡
①平衡状態 = シーソーが水平
②片側に重しを足すと?→ 反対側が上がろうとする
③自然は外部変化を'相殺'する方向に動く
④炭酸の蓋を開けると泡が出る理由:圧力↓ → CO₂放出方向
⑤これがルシャトリエの原理
濃度変化と平衡移動
0
濃度の効果
[反応物] ↑ → 正反応促進 → 生成物 ↑
増加した側を消費する方向に移動
🔍 なぜその方向に動くか?
①[A]増 → 反応指数QがKより小さい
②Q < K → 正反応が速まり生成物増加
③[A]減 → Q > K → 逆反応
④核心:反応は常にQ = Kになる方向に進む
圧力変化と平衡移動
2
圧力効果
P ↑ → 気体モル数の少ない方へ移動
モル数を減らして圧力増加を相殺
💡 温度変化の効果
①T↑ → 吸熱方向へ移動(熱を吸収して温度低下を狙う)
②T↓ → 発熱方向へ移動
③核心:温度変化はK値自体を変える!
④濃度·圧力変化はK不変、温度のみK変動
触媒と平衡
🔍 触媒は平衡を移動させない
①触媒:正反応·逆反応速度を等しく増加
②平衡到達時間のみ短縮
③K値は不変 — 平衡位置不変
④不活性気体追加(一定体積):全圧↑だが分圧不変 → 平衡不変
例題で確認
例題 1
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) の平衡で圧力を上げると、平衡はどちらへ移動するか?
1
ル・シャトリエの原理:圧力↑ → 気体のモル数が少ない側へ移動(圧力増加を相殺)。
2
反応物側 4 mol(1+3)vs 生成物側 2 mol → モル数の少ない生成物(正反応)側へ移動。
正反応方向(NH₃ 生成側)
圧力↑ → 全気体モル数を減らす側へ。両側のモル数が等しければ圧力変化でも平衡不変。
例題 2
正反応が発熱(ΔH<0)の平衡で温度を上げると、移動方向と K 値の変化は?
1
温度↑ → 熱を吸収する方向(吸熱=逆反応)へ移動。
2
逆反応側へ移動し生成物が減るので K は小さくなる(温度のみ K を変える)。
逆反応方向へ移動、K 減少
温度変化のみ K を変える。発熱反応は温度↑で逆反応 → K↓、温度↓で正反応 → K↑。
総まとめ
ルシャトリエ原理の核心
外部変化 → それを相殺する方向に平衡移動
濃度·圧力·温度の変化に対する系の反応
共通テスト類題
次のうち、平衡 N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) の平衡位置を移動させない操作は?
温度を上げる
容器の体積を減らして圧力を上げる
NO₂ を加える
触媒を加える
N₂O₄ を除く
④ 触媒を加える
1
触媒は正・逆反応速度を等しく上げ、平衡到達時間を短縮するだけ。
2
平衡位置と K は変わらないので ④ は移動させない。
🎯 試験ポイント
①濃度↑ → その物質を消費する方向へ移動
②圧力↑ → 気体モル数を減らす方向へ移動
③温度↑ → 吸熱方向へ移動(K値が変わる!)
④触媒:平衡位置不変、到達時間短縮
⑤不活性気体追加(一定体積):平衡不変
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