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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
と 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 × 10 Pa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。
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
できるものとする。 エタノールの蒸気 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
× 10Pa とする。 また, 気体定数R = 8.3×10'Pa・L/(K・
mol) とする。
①1 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。
圧力
圧力
X
男
圧力
x
(カ)
x
圧力
圧力
(ウ)
x
体積
(キ)
0.05
[10Pa]
1
蒸気圧
A
(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。
0.8
20.6
圧力
0.4
0.2
圧力
B
圧力
X
図 1
ヘキサン
C
x
0.29
(10 Pa)
エタノール
'0 20 40 60 80 100
温度 (°C)
図2
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℃
(シ) 57~67℃
(ス) 67~77℃
(セ) 77℃以上
( 16 北大)