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化学 高校生

(5)の解説がわかりにくいです。 直線とエタノールの蒸気圧曲線の交点とは、どういうことでしょうか?

圧力 234 混合気体と蒸気圧 体積を自由に変えることので きるピストン付きのガラス容器に 0.030mol のエタノール 0.020mol の窒素を入れ,圧力を0.050 × 10°Pa,温度を 27℃に保ち、長時間放置した (状態A)。このとき,エタ ノールはすべて気体となっていた。その後,温度を一定に 保ちながら、圧力を徐々に高めていったところ,状態 B でエタノールが凝縮しはじめた。その後,さらに圧力を高 め 0.29 × 105Pa まで圧縮した (状態C)。このとき,容器 内の体積変化は図1のようになった。 0.8 気体はすべて理想気体とし、液体(エタノール) の体積は 無視できるものとする。また、窒素の液体への溶解も無視 蒸 0.6 できるものとする。 エタノールの蒸気圧曲線は図2のよう に変化するものとし, 27℃における飽和蒸気圧は 0.090 圧 0.4 0.2 × 10Pa とする。 また, 気体定数R=8.3×10°Pa・L/(K・ mol) とする。 (1) 状態Aにおける容器内の体積 〔L〕 を有効数字2桁で答 えよ。 S◆ (2) 状態Bにおける容器内の圧力 [ Pa] を有効数字2桁で答えよ。 (3) 状態Bにおいて,体積を固定したままエタノールと窒素のモル分率を変化させたと すると、容器内の圧力はどのように変化すると考えられるか。 次の(ア)~(ク)のグラフか ら一つ選び,記号で答えよ。 ただし, エタノールのモル分率をx, 窒素のモル分率を 1-xとし, 全物質量は変化させないものとする。 また, 温度は27℃に保ったまま とする。 (シ) 57~67℃ nS M 2 X F (オ) 圧力 圧力 (カ) x 圧力 (13) OR 圧力 DELIBAR(10³Pa) 体積 (キ) x 10 気体の性質 143 A 0.05 圧力 圧力 05 B 圧力 図 1 ヘキサン H Natchat co (エ) C 0.29 x 43 T 20 40 60 80 100 温度 [°C] 図2 エタノール (ク) [10Pa] 水 (4) 状態Cにおける容器内の体積 [L] を有効数字2桁で答えよ。 (5) 状態Cから容器内の体積を固定したまま, 温度を徐々に上げた。 容器内の液体がす べて気体に変化する温度は,次の (ケ)~(セ)のどの範囲に含まれるか, 記号で答えよ。 (ケ)27~37℃ (コ) 37~ 47℃ (サ) 47~57℃ (ス) 67~77℃ (セ) 77℃以上 ( 16 北大)

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化学 高校生

問6の解説をお願いします。答えは83kJ/molです。

3 次の文を読み、下の問1~問6に答えよ。 Leyse 化学反応には,速く進むものからゆっくり進むものまで様々なものがある。 こ こで, 反応物 Xから生成物Y が生じる次の化学反応 200g $1.0 X → 2Y る。 について考える。 時間 At が経過した際のXおよびYの濃度変化がそれぞれ ▲[X] および [Y] のとき, At間の平均の反応速度は次の式で表すことができ v=- A[X] At 544 = k [X] = m k = Ae RT 11 A[Y] At このように, vは単位時間あたりの反応物および生成物の濃度の変化量に依存す (A) る。また,”が反応物 X の濃度に比例する場合には, 反応速度定数kを用いて, を次の反応速度式で表すことができる。 一般に化学反応が進行するためには, 粒子どうしが衝突する必要がある。 反応 物の濃度が高いほど, 粒子どうしの衝突回数が多くなり, 一般に反応速度は あ なる。 また, 粒子どうしが衝突すると, その粒子が ア 状態と 呼ばれるエネルギーの高い中間状態を経由して反応が進む。 反応物をこの状態に するのに必要な最小のエネルギーを ア エネルギーという。このエネル ギーが大きいほど反応速度は い なる。 また, 温度が上昇すると反応速度 (B) が増加するが,これは反応速度定数が なるためである。 反応速度定数 と温度T(K) の関係は, 次の式で表される。 う

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