Question

Ｙ

今度この問題を説明するのですが、どのように説明したらいいかアドバイスお願いしたいです😭🙏🙏

第75 問 体積一定容器内での状態変化
体積が 10Lの密閉容器に水素1.0gと酸素 8.0gの混合気体を入れ, 電気火花によって
点火して完全に反応させた。その後,この容器を(7)127 ℃に加熱した後,(イ)27 ℃に冷却
すると容器内に水滴がついた。気体は理想気体とみなし,容器の熱膨張は無視するものと
する。気体定数はR= 8.3 × 10° Pa·L/(mol·K), 原子量はH= 1.0, O = 16とする。
下線部(ア)について, このときの水蒸気の分圧は何 Paか。有効数字2桁で求めよ。
幻問1
なお,127 ℃における飽和水蒸気圧は 2.5 × 10° Paである。
同2下線部(イ)について, このとき水分子の何%が水蒸気として存在するか。有効数字
2竹で求めよ。なお, 27 ℃における飽和水蒸気圧は0.035 × 10° Pa である。
-(上智大)

解説
間1 反応に用いた気体の物質量は, H。の
問2 気体で存在する H。O の物質量をamol
とすると,PV= nRTより,
分子量 = 2.0, 02の分子量%= 32 より,
1.0(g)
H2:
2.0(g/mol)
0.50(mol)
0.035 × 10°(Pa) × 10(L)
三
= (mol) × 8.3× 10° × (273 + 27) (K)
三
8.0(g)
32(g/mol)
0.25(mol)
= 0.0140(mol)
よって,求める割合は,
混合気体の燃焼反応の量的関係を示す。
0.0140(mol)
0.50(mol)
(mol)
2H。 +
→ 2H,0
O2
× 100 = 2.8(%)
反応前
0.50
0.25
0-0.25
lon00
1.0
+ 0.50
(別解) 27℃において, H,0がすべて気体と
仮定すると,その分圧 P,o は, PV= nRT
より、
変化量
0.50
反応後 0
0
0.50
生じた HO がすべて気体と仮定すると,
Pao(Pa) × 10(L)
その分圧 Po は, PV= nRTより,
0.50(mol)× 8.3 × 10°
三
8Po(Pa) × 10(L)
× (273 + 27)(K)
0.につ= 0.50(mol)× 8.3 × 10°
(D0.S×()ox (273 + 127)(K)
Pao = 1.245 × 10°(Pa) > 0.035 × 10°(Pa)
Ton 27 ℃での蒸気圧
気体と仮定したときの圧力に対する蒸気圧の
Po = 1.66 × 10°(Pa) < 2.5× 10°(Pa)
127 ℃での蒸気圧
割合を求めればよいので,
求めた Poは蒸気圧より小さいので, 生じ
たH0 はすべて気体で存在する。
0.035 × 10°(Pa) 0xa
1.245 × 10°(Pa)
× 100 = 2.81(%)
よって,求める圧力は 1.66 × 10°(Pa)