Question

あや

問6(1)私は3枚目の写真のように考えたんですけど、何が間違いか分かりません💦教えてください🙇🏻‍♀️

次の文を読み、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℃の水の和蒸気圧 3.6×10' Pa
問5) 操作2について、 容器内の温度 [℃] と圧力 [Pa]の関係を表すグラフの形と
して最も適切なものを,次の(ア)~(4)のうちから一つ選び、その記号を記せ。
(1)
67℃の水の飽和蒸気圧 2.7×10* Pa
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
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
気の反応は無視できるものとする。
圧力
[Pa〕
男
[Pa〕
0
20
27 67
127
27
67
127
[t]
t(°C)
容積 16.6L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 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℃.
(ウ)
圧
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
1.00×10 Pa に保った。 このとき、 容器内には液体の水が存在した。
〔Pa〕
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。
(エ)
圧
カ
[Pa〕
CHO
0
20
27 67
127
27
67
127
t [°C]
t(°C)
問3 操作1終了後, 容器内の圧力は何Pa か。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。
問4 操作2終了後, 容器内の圧力は何 Pa か。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。
また,答えに至る過程も記せ。
問6 操作3終了後について, 次の(1), (2) に答えよ。
7v) 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。

問6 思考力・判断力
t[°C]
(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
3.6×10°Paである。 容器内の圧力は1.00 × 104 Pa だから,CH4
の分圧は,
1.00×10*Pa-3.6×10°Pa=6.4×103 Pa
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

問6(1)で、操作2,3よりボイルの法則が成り立って
1.9×10+Pa
16.6Lx
=31.54 32L
10x 104 Pa

気体

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

操作3で水ができているから気液平衡。したがって、水蒸気圧を全圧から引かないとメタンの分圧を求める必要があるが引いていない。

温度が変わっているから、ボイルは使えない。

だから、水蒸気圧を引いて気体の状態方程式を使う🙇

あや

操作2と3で、温度は27℃で同じで、密閉容器なので物質量も同じだからボイルの法則が成り立つと思ったのですが...

🍇こつぶ🐡

最初127℃で16.6Lであり、操作2,3が同じでも操作1の体積の値を使っているから🙇

あや

なるほど！ありがとうございます！m(_ _)m