Question

わ。

水蒸気分の体積はなぜ求めなくても良いのでしょうか？

問6 操作3終了後について,次の(1),(2)に答えよ。
CH4分1.00-3.6×18=6.4×10 Pa
(1) 容積は何Lか。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。
(2)容器内に気体として存在する水は, 容器に入れた水 (0.10mol) のうちの何%か。
四捨五入により有効数字2桁で記せ。

Ⅱ 次の文を読み, 問3〜問7に答えよ。 ただし, 気体はすべて理想気体の状態方程式
にしたがうものとし、 気体定数はR = 8.3×10' Pa・L/(K・mol) とする。 必要があれ
ば、次の値を用いよ。
27℃の水の飽和蒸気圧:3.6×103Pa
67℃の水の飽和蒸気圧: 2.7×10 Pa
行った。 ただし, 液体の水の体積, およびメタンの液体の水への溶解, メタンと水蒸
ピストンがついた密閉容器とメタンおよび水を用いて, 次の一連の操作1~4を
気の反応は無視できるものとする。
操作1:真空にした容器にメタンと水をそれぞれ 0.10molずつ入れ,温度を127℃
容積を 16.6 L とした。このとき、容器内に液体の水は存在しなかった。
操作2: 容積を一定に保ったまま、容器内の温度を127℃から27℃までゆっくり下
げていった。温度が27℃のとき、容器内には液体の水が存在した。
操作3:容器内の温度を27℃に保ちながらピストンを調節し、容器内の圧力を
100×10^ Pa に保った。 このとき, 容器内には液体の水が存在した。
操作4:容器内の温度を27℃, 圧力を1.00 × 10 Pa に保ちながら, 容器内にアルゴ
ン Ar を少しずつ加えていった。

問6 思考力・判断力
(1)操作3終了後の容器内には液体のH2O が存在することからH2O
は気液平衡の状態であり,水蒸気の分圧は27℃の飽和蒸気圧
3.6×103 Paである。 容器内の圧力は1.00 × 10Pa だから CH
の分圧は,
1.00×10‘Pa-3.6×103Pa=6.4×103Pa
操作3終了後の容器の容積をV[L] とすると, CH4 について、
理想気体の状態方程式より、
6.4×103PaxV[L]
=0.10mol×8.3×10°Pa・L/(K・mol)×(273+27)K
V=38.9L ≒3.9×10L
(2) 混合気体において,各成分気体の温度と体積が同じだから, 分圧
の比=物質量の比が成り立つ。 容器内の気体のH2O (水蒸気) の物
質量を x[mol] とすると,
整
混合
分
H2O の分圧 H2O (気)の物質量
=
CH4 の分圧
CH4 の物質量
3.6×103 Pa
6.4×103 Pa
=
x[mol]
0.10 mol
同

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

水蒸気分の体積はなぜ求めなくても良いのでしょうか？
＞計算に不要だから。

メタンと水蒸気の分圧比＝mol比より、%はモル比から計算できるから、体積は不要🙇

わ。

すみません💦(１)についてです🙇‍♀️🙇‍♀️
解答ではメタンの状態方程式から体積が求められているのですが、容器内にはメタンと水蒸気があるのでメタンだけではなく水蒸気分の体積も必要なのではないかなと疑問に思いました🙇‍♀️

🍇こつぶ🐡

(2)でなく(1)？

🍇こつぶ🐡

気液平衡だから、水の気体(水蒸気)は蒸気圧(分圧)だから、全圧から引いて計算する。

なお、質問は(1)ならば、水の体積は無視できると問題文にあるから計算しない🙇

わ。

見落としてました💦
ありがとうございます🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️