【過去問】ルシャトリエの原理（平衡移動）を解説｜危険物取扱者【甲種】物理化学

甲種専用物理化学シリーズの最後はルシャトリエの原理です。可逆反応が平衡状態にあるとき、条件（濃度・温度・圧力）を変化させると平衡がどちらに移動するかを判断する原理で、係数の比較だけで解ける計算しやすい分野です。

このページで甲種専用物理化学シリーズが完結します。

このページを見たら危険物取扱者甲種の物理化学に出てくる「ルシャトリエの原理」に関する問題が得点源となるはず！

最新ver.の過去問情報は、青木マーケ(株)noteの危険物取扱者「過去問テスト」で毎年更新しています。

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併せて、ご参照ください。

🔰基礎教養学習

１. ルシャトリエの原理とは

可逆反応が平衡状態にあるとき、濃度・温度・圧力などの条件を変化させると、その変化を打ち消す方向に平衡が移動します。これをルシャトリエの原理（平衡移動の原理）といいます。

圧力を上げる → 気体の分子数（mol数）が少ない側へ平衡が移動する

２. 判定手順

ステップ	内容
①	反応式の左辺・右辺それぞれの気体の係数を足す
②	左辺と右辺のmol数を比較する
③	圧力を上げた場合、mol数が少ない側へ平衡が移動すると判定する

上記の内容をふまえて、さっそく過去問に挑戦してみましょう！

【過去問】ルシャトリエの原理

【問１】 次のA〜Dの気体および蒸気の可逆反応で、温度が一定で圧力を上げた場合、平衡が右に移動するもののみをすべて掲げているものはどれか。

Ａ　2NO₂ ⇄ N₂O₄
Ｂ　H₂ ＋ I₂ ⇄ 2HI
Ｃ　N₂ ＋ 3H₂ ⇄ 2NH₃
Ｄ　2SO₂ ＋ O₂ ⇄ 2SO₃

1. ＡとＢ
2. ＡとＣとＤ
3. ＢとＣとＤ
4. ＢとＤ
5. ＣとＤ

解答と解説を見る

正解：２（ＡとＣとＤ）

温度一定で圧力を上げると、気体の物質量が少ない側へ平衡が移動します。

Ａ：2molから1molになるため右へ移動
Ｂ：左辺2mol、右辺2molで同じなので、圧力変化の影響を受けにくい
Ｃ：4molから2molになるため右へ移動
Ｄ：3molから2molになるため右へ移動

右辺の気体mol数が少ない反応、すなわちＡ・Ｃ・Ｄがすべて右へ移動するため、これらをすべて含む２が正解です。

【問２】 次の反応A〜Dのうち、圧力を上げても平衡が移動しないものはどれか。

Ａ　2NO₂ ⇄ N₂O₄
Ｂ　H₂ ＋ I₂ ⇄ 2HI
Ｃ　N₂ ＋ 3H₂ ⇄ 2NH₃
Ｄ　2SO₂ ＋ O₂ ⇄ 2SO₃

1. Ａ
2. Ｂ
3. Ｃ
4. Ｄ

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正解：２

Ｂ（H₂＋I₂⇄2HI）は左辺2mol、右辺2molで気体分子数が変わらないため、圧力を上げても平衡は移動しません。

チェック１（４択）

ルシャトリエの原理によれば、圧力を上げたとき平衡はどちらに移動するか。

1. 気体の分子数が多い側
2. 気体の分子数が少ない側
3. 常に右側
4. 常に左側

解答と解説を見る

正解：２

圧力を上げると、気体の分子数（mol数）が少ない側へ平衡が移動します。

チェック２（○✕）

次の記述の正誤を答えなさい。

H₂＋I₂⇄2HIの反応は、圧力を上げても平衡は移動しない。

解答と解説を見る

正解：○

左辺2mol、右辺2molで気体分子数が変わらないため、圧力変化の影響を受けません。

チェック３（穴埋め）

次の（　）に当てはまる語句を答えなさい。

1. ルシャトリエの原理は、条件変化を（　①　）方向に平衡が移動するという原理である。
2. 圧力を上げると、気体の（　②　）が少ない側へ平衡が移動する。
3. N₂＋3H₂⇄2NH₃は、圧力を上げると（　③　）辺へ平衡が移動する。
4. 左辺と右辺の気体分子数が等しい反応は、圧力を変化させても平衡が（　④　）。

解答と解説を見る

① 打ち消す　② 分子数（mol数）　③ 右　④ 移動しない

🪏深掘り解説

① 係数の合計を比べるだけで解ける「型」

ルシャトリエの原理の圧力に関する問題は、次の型で機械的に解けます。

1. 反応式の左辺の係数の合計を求める
2. 反応式の右辺の係数の合計を求める
3. 係数の合計が少ない方へ、圧力を上げたときの平衡が移動する

例えばN₂＋3H₂⇄2NH₃なら、左辺は1＋3＝4mol、右辺は2molなので、右辺の方が少ないため、圧力を上げると右（NH₃が増える方向）へ移動します。

② 甲種専用物理化学シリーズを振り返る

これで、気体の状態方程式・酸化還元の電子授受計算・オームの法則・金属結晶構造・ルシャトリエの原理という、甲種だけに出題される物理化学の計算問題シリーズが完結しました。

共通しているのは、いずれも「公式・法則を１つ覚えて機械的に当てはめれば解ける」という点です。丸暗記ではなく手順を理解しておけば、本番でも初見の数値でも対応できます。