化学
高校生
解決済み
3枚目に書いたように状態方程式を使って解いたのですが、解けませんでした。ここでは状態方程式は使ってはいけないのでしょうか？そうならなぜですか？
2] 次の文章を読み,問 1 て問4 に答えよ。和気体定数= 8.3X10?ParL/(K:mol) 詳
とする。 (25 点)
譜酸カルシウムは高温では酸化カルシウムと三酸化炭素に分解する。この反応
は可逆反応であり, 式①で表すことができる。
(CEGO 三? (GO で (GO且克。 の①
式①の反応にともなう熱の出入りは, 次の熱化学方程式②で表すととができる。
CaCOs(固)= CaO(園)+ COz(気)- 99.8kJ ……②
体と気体の平衡においては, 化学平衡の法則は気体成分にのみ成り立つ。そ
のため, 式①の圧平衡定数は次の式③で表される。
バーア/co。 1 。 |⑥)
。 。 これは, 式①の反応が平衡状態にあるとき, 温度が一定ならば三酸化炭素の分 請
圧 Pco。 は常に一定となることを示してお り, このときの Pco。 を式①の解離民
いう。
0 提ニー化肌天寺席生還培
(⑯) 炭酸カルシウムが生成する方向に移動する。
(Cc) どちらにる移動しない。
1
晴嘱 有 7 2
昌 4、問3 0 炭酸カルシウムを主成分とする試料(これを試
料丸とする) の炭酸カルシウムの純度を測定するため, 容器内の温度を 727
"C に保ち, 以下の操作 4 て 7 を順に行った。とれについて, 次の(1)ぐ(3)に有
効数字 2 桁そ答えよ。ただし, 試料 X に含まれている不純物は以下の操作
では反応しない固体である。
操作4 容積を 『LLJとした容器内 0.025 mol のアルゴンを入れ, 容器内
の圧力を測定したところ, 1.0X10' Pa であった。
操作5 次に, 容積を (ULJに保ったまま, 試料 X の粉示試料 3.21 g を容器
内に入れた。十分な時間が経過する と, 容器内の圧力は1. 4X10*Pa
で一定となった。
操作 6 続いて) 容積を 2 PLJに保ったまま十分な時間が経過すると, 容
器内の圧力は 9. 0X10?Pa で一定と なった。
操作 7 きらに, 容積を 4 P(LJに保ったまま十分な時間が経過する と, 容
避内の圧力は5.5X10?Pa で一定となった。
(1) 操作5 終了時の三酸化炭素の分圧を求めよ。
(⑫) 操作6 終了時の容器内に存在す る酸化カルシウムの物質量は何 mol か
。 (3) 試料え (2GM2224.22 ルシウムは質量パーセン トで何% か
隊 ニ
Cl を加え
*増加する
る。 ⑪)
と加えでも
平衡は移
@9
こ移動する。
⑧⑲
えるので,
の分圧が
同へ移動
mv
問4. (1) 容器内の温度を 727 C として, 操作 4 で容器
内に入れたのは Ar のみだから, 操作4 で測定された
圧力 1.0X10* Pa は Ar の圧力である。
操作 5 では, 式①の反応により CO。 が発生し,全圧
が14X10* Pa となったので,
7co。=14X10*-10x10*王40X103Pa
なお, この数値が 727 C における解離圧であるかは.
操作 6 の結果と併せて考えなくてはならない。
(2) 操作6 の容器の容積は, 操作 5 の 2 倍だから。 Ar
の分圧は 50X10* Pa である。
したがって, 操作6 の COz の分圧は,
rcoデ90X10*一50x10?王40X10Pa
となり, 操作5 と変わらない。このことから, 操作6
共耳時でも式①の平衡状態が成り立っており,アcp
4.0X10?Pa は, 727 C における式①の解離圧であるこ
と 0 こで, 操作 6 でのCOzの物質量を
ヵcoz と , COz と Ar について, 分圧比三物質量
困和きり上
7co。 40X】10? yzco。
ア74 50X10? 0025
Zcoz三0.020 mol
したがって, 生成したCaO の物質是も 0020molで
ある。
(3)はルビブとはヒラ4 のFデ2スンののーーー
-半作る
60X(0が2 ne XS3x(O (0
回答
回答
体積がVとしか与えられていないのでそもそも使えません。
状態方程式だとVが消えないからです。
よって、解答のように分圧比はモル比だからアルゴンとの比較から二酸化炭素のモル数を出しています。
疑問は解決しましたか？
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なるほど！すっきりしました。
体積２だと思いこんでました笑
ありがとうございます！