15 図のように両端を閉じられた円筒形の
シリンダーの内部が、 気体が漏れること
なく滑らかに移動できるピストンCによ
ってAとBにわけられており,ピスト
ンCはA内部の圧力とB内部の圧力が
つりあった位置で止まる。 またピストン
CはピンDで固定することができる。
Aには 0.2 molのアセチレンガスと0.8
mol の酸素ガスが, B には0.5molの
A
T
D
・5m01
B
COO
0.2mol.
0.8101
x
窒素ガスと(a) molの水蒸気が封じられている。 シリンダーの左端からピストンCの
左端までの距離をx, ピストンCの右端からシリンダーの右端までの距離を」とする。
この装置を用いた実験について以下の問いに答えよ。 ただし, すべての気体は理想気
体としてふるまうと仮定し, 気体定数は8.3×103 L.Pa/(K・mol) とする。
(1)127℃において装置内の圧力は1.0×105 Paでありx=yの位置でピストンCが止
まった。 Bの体積と水蒸気の物質量 αを求めよ。
(2) (1) の状態のままピストンCをピンで固定した後,装置内を 47℃にした時のB
内部の圧力を求めよ。 ただし, 47℃における水蒸気圧を1.0 × 10 Pa とし,気体の水
への溶解、水の体積は無視する。
(3) A内に点火してアセチレンガ
スを完全燃焼させた。 アセチレ
ン(気)の燃焼熱をQ[kJ/mol]
としてこの燃焼反応の熱化学方
程式を書け。 次に,右表を参照
結合エネルギー
結合エネルギー
結合
(kJ/mol)
結合
(kJ/mol)
ルー
C-H
413
C=C
590
0-0
139
C=C
1810
してQの値を求めよ。
0=0
494
C-O
351
(4) (3) 反応後, 装置内を再び
O-H
463
C=O
799
47℃にしてからピンDを抜くと, C-C
331
C=O
1075
ピストンCが移動した。 このと
きA, B いずれも液体の水が存在した。 移動後のピストンCの位置をxとyの比で表せ。