化学
高校生
解決済み
燃焼前の酸素、なぜこの求め方じゃだめなんですか?
思考
(3) この混合気体をさらに43℃まで冷却し
に保ったまま、 1.4×10 Pa に加圧した。 43℃におけるエタ
2.0×10 Paとする。
加圧後の体積は加圧前の体積の何倍になるか。
加圧後、気体のエタノールの物質量を答えよ。
△言
56. 〈蒸気圧と液体の量〉
〔23 大阪大改
下の問い(1)(2)に有効数字2桁で答えよ。 ただし, 60℃ および 90℃における飽和水
蒸気圧はそれぞれ 2.0×10 P 7.0×10 Pa として 原子量は H=1, O=16, 気体定数
は 8.3×10 Pa・L / (mol・K) を用いよ。
容積 10Lの容器Aの内部を真空にして水3.6g を注入し、容器内の温度を90℃に
~(2)!! 保ったとき、容器A内の圧力は何Paとなるか。
容器Aの内部を真空にして水 3.6g を注入後、容器内の温度を60℃に保ったとき,
[東京薬大〕
容器A内に液体として存在する水は何gか。
〈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
。
身のときのエタノ
に関係なく飽和
(3) 加圧前までのエク
エタ) と窒素(
窒素
エタノール
43
60
77
(3)
(2)(1)
温度 [℃]
=1.0×105Pa
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
方程式 V = "RT より,
57 ① 8.2×10° ② 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。
24
CH4 + 2O2 → CO2 +2H2O
燃焼前
4.0
x
0
0 〔×10°Pa]
③ 4
変化量 -4.0
0
燃焼後
-8.0
+4.0
+8.0
〔×10°Pa〕
x-8.0
4.0
8.0
〔×103 Pa〕
上式の燃焼後の水H2Oの分圧を8.0×103 Paとしているが,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,
( x8.0 +4.0+3.6)×103=7.8×10° (Pa)
x = 8.2
よって、燃焼前の酸素の分圧は, 8.2×10 Paである。
4%2
体積Vは 8.3L, 温度は27°C
(絶対温度Tは300K) で一定
なので,
DV=nRT(○は一定)
比例
4%3
反応式の係数比は,今回の
場合) 分圧比といえる。 例え
ば, CH〟が1Pa分反応する
とき, O2 は 2Pa 必要といえ
る。
※④
すべて気体としたときの分圧
8.0×103 Paが, 飽和蒸気圧
3.6×10Pa を超えているこ
とからも気液平衡が確かめら
れる。
⑤
H2O
T (○は一定)
3.6×103×8.3=-
m×8.3×10°×(27+273)
すべて気体と仮定
したら8.0×10 Pa分
-気体
3.6×10 Pa分
18
○
液体
(○は一定)
4.4×10 Pa分凝縮
m=0.216(g)
Paで0.110mol
すべて気体と仮定した圧力 8.0×10 Paのうち, 実際は3.6×10° Pa
4*6
ールは
する。この分の質量は, (質量比)=(分圧比)より,
分が気体で,残りの ( 8.0-3.6)×10 Pa分は液体 (水滴)として存在
⑤
H2Oについて
↓比例
m
ÞV=
RT
M
K
11
32
4.0x 10 x822
=8.0x
f.ox 10° (Pa]
10°(Pa]
40x10
16
x
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あ!!一緒にしちゃってました😭
ありがとうございます!!🙏🏻