Question

こー

なんでpは一定って分かるんですか？

62 (1) 6.5×10* Pa
(2) 0 1.4×10-mol ② 1.5×10-?mol
空気は O(分子量 32)と N。
(分子量28)が20 : 80 (体積比)
の混合気体で、そのみかけの
分子量(平均分子量)は、
イ※の
解説(1)メタン(分子量16), 空気(平均分子量 28.8)はそれぞれ
メタン:0.32
16
=0.020(mol),空気:
11.52
=0.40 (mol)
28.8
空気の体積比はO. 20%, N: 80%であるから, O: は 0.080mol,
Naは0.32mol。
80
|20
32×
100
CH』+ 20。
+28×
CO, + 2H,O
N』
100
燃焼前 0.020
0.080
0
0
0.32(mol)
=28.8
変化量 -0.020
-0.040
+0.020
+0.040
0
(mol)
燃焼後
0
0.040
0.020
0.040
0.32 (mol)
気体の総物質量は 0.040+0.020+0.040+0.32=0.42(mol)
pV=nRT より,
pe×(2.00+30.0)=0.42×8.31×10°×(327+273)
pを=6.5×10*(Pa)
(2) H.O 以外の気体は変化しないので, H:O0.040mol についてのみ考
える。A内とB内の H:O の分圧Duo は等しく, A内とB内の H.O
(気体)の物質量をそれぞれれA, ng (mol) とすると, 物質量の比は*
のようになる。
※の
A内とB内に存在する気体に
ついて
2.00
67+273
30.0
17+273
(i) A内とB内ともに H.Oがすべて気体として存在すると仮定する
nA:n=-
-=29:510
のV=nRT より
DV
n=
(○は一定)
RT
気体の物質量nは, V に比例
し、Tに反比例する。
と,A内の H.Oの分圧 pA は,
29
pA×2.00=0.040×
29+510
-×8.31×10°×(67+273)
p=3.04×10°(Pa)
B内の H.O の分圧も同じ圧力になるが, 17'Cの飽和水蒸気圧
(1.94×10°Pa)を超えるので, 仮定は矛盾している。 B内では液
体の水が存在する。
() A内はすべて気体, B内は気液平衡の状態と仮定すると, B内は
17"Cの飽和水蒸気圧で, A内のH,Oの分圧も同じ蒸気圧である。
67°C の飽和水蒸気圧(2.70×10*Pa)を超えないので, A内はすべ
て気体で存在する。 仮定は正しい。
1.94×10°×2.00ーカA×8.31×10°×(67+273)
nA=1.37…×10-年1.4×10 (mol)
ョ=1.37×10-x210
-2.40…×10-2(mol)
29
液体として存在する水の物質量 ng は、
a=0,040-nーnョ=0.040-1.37×10~3-2.40×10-
1.5×10(mol)

D:(ア) 0
X
*62.〈温度の異なる連結球と混合気体の圧力〉
下の設問に有効数字2桁で答えよ。 H=1.0, C=12, N=14, O=16
気体は理想気体として扱い, 気体定数 R=8.31×10° Pa·L/(mol·K), 飽和水蒸気圧
は 17℃ で1.94×10° Pa, 67°Cで 2.70×10'Pa とする。また, コック, 連結部分およ
び液体の水の体積は無視できるものとする。
(1) 右図に示した耐圧容器において, コックを閉じた状
態で容器Aにメタン 0.32g, 容器Bには空気 (体積比
で酸素 20%,窒素 80%) 11.52gを入れた。
27°C に保ったままコックを開き,十分な時間が経
過した後,容器内のメタンを完全燃焼させ, 容器A,
Bともに327°Cにした。このときの容器内の全圧 [Pa] を求めよ。ただし, 生成した
水はすべて水蒸気として存在していたものとする。
(2) さらに(1)の後, コックを開いたままで, 容器A内を 67°C, 容器B内を17°℃に保っ
た。このとき,①容器A内に存在する水蒸気の物質量 [mol] および, ②容器B内に存
在する液体の水の物質量 [mol] を求めよ。
(イ) 25
(ウ) 33 (エ) 50
(オ) 67 (カ) 75 (キ) 100
(17 早稲田大 改)
コック
容器A
2.00 [L]
容器B
30.0(L)
[14 京都府医大 改)

化学 混合気体 重要問題集