Question

ぷりん🍮

化学平衡のときに答えの線で囲んであるところのような図を書くのは分かるのですがそれ以外にこのような図を書く時ってどんな時ですか？

④4 物質の三態 気体の法則 29
㊙°57. <気体の燃焼と圧力〉
容積 8.3L の容器にメタンと酸素を入れたとき, 27℃における分圧はそれぞれ
4.0×10² Pa および① Paであった。 その容器内でメタンを完全燃焼させたあと, 温
度を27℃に戻した結果, 水滴が生じ, 全圧は7.8×10 Paとなった。 このとき容器内に
は未反応の酸素が残り 生じた水滴の質量はおよそ②gであった。 ただし、27℃ に
おける水の飽和蒸気圧は 3.6 × 10Pa とし, 液体の水の体積は無視できるものとする。
(R=8.3×103Pa・L/(mol・K))
① ② に当てはまる数値を有効数字2桁で求めよ。
[20 龍谷大改]

よって, 全圧=2.0
57 ①8.2×103
0 0.26
解説 ① 燃焼前の酸素 O2 の分圧を x × 103 [Pa〕 とおく。燃焼の前
後で変化した量は「物質量 (mol)」でふつう表すが,ここでは
(分圧比)=(物質量比)であるので, 「分圧(Pa)」 で表す。
→ CO2 + 2H2O
20
+4.0
4.0
燃焼前
変化量
燃焼後
CH4 T 20₂
4.0
-4.0
-8.0
x-8.0
0
後の水の昼
0 [X10³ Pa)
+8.0
(x10³ Pa)
(x10³ Pa)
8.0
これは
すべて気体としたときの値を示した。 実際は 「水滴が生じ」 ており,
気液平衡の状態なので、 H2O の分圧は飽和蒸気圧の 3.6×103 Pa で
ある。 したがって, 燃焼後の全圧について,
(x-8.0+4.0+3.6)×10°=7.8×103 (Pa)
x=8.2
よって, 燃焼前の酸素の分圧は, 8.2×10Pa である。
② 気体として存在する水H2Oの質量をm〔g〕 とおく。 気体の状態
m
方程式 DV=MRT より,
M
3.6×103×8.3=- -×8.3×10³×(27+273)
m
18
m=0.216(g)
すべて気体と仮定した圧力 8.0×10Pa のうち,実際は 3.6×10°Pa
分が気体で,残りの (8.0-3.6) ×10Pa 分は液体(水滴)として存在
する。この分の質量は, (質量比) = (分圧比)より。
0.216g×
(8.0-3.6)×10³ Pa
3.6×10³ Pa
= 0.264g≒0.26g
体積Vは 8.3L,温度は27℃
(絶対温度 T は 300K)で一定
なので、
p①=nRT(○は一定)
1
「比例
反応式の係数比は, (今回の
場合) 分圧比といえる。例え
ば、CH 1Pa分反応す
とき, O2 は 2Pa 必要とい
る。
すべて気体としたときの
8.0×103 Pa , 飽和蒸気
3.6×103 Paを超えてい
とからも気液平衡が確か
れる。
H2O
O
すべて気体と
したら 8.0×10
-気体
3.6×103 Pa
→液体
4.4X10³ Pat
H2O について
↓ ↓比例
m
ÞV= RT
(M)
(分圧比)=(質量比)