必修
基礎問
23
気体の溶解度
化学
水素は将来のクリーンなエネルギー源として期待されている。メタノール
と水蒸気との反応(1)により、1molのメタノールから3molのHをとり出
すことができる。
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CH3OH (気) + H2O (気) → CO2(気) + 3H2(気) ...(1)
反応で得られた混合気体中のH2の物質量で表した純度は75% であるが,
この混合気体を冷水で洗浄することによって純度を上げることが考えられる。
これを確かめるため,反応(1)によりメタノール 0.1molから生成したCO2と
H2 の混合気体を体積可変の容器に水 5.0L とともに入れて密封し, 0℃,
1.0×105 Pa下で十分長い時間放置した。 次の問いに答えよ。
問 このとき、容器中のH2 の分圧 PH2 〔Pa] と混合気体の体積V[L]はどの
ような関係式で表されるか。 また, CO2 の分圧 Pcoz 〔Pa〕 と混合気体の体
積 V[L] との関係式も示せ。温度をT [K], 気体定数を R [Pa・L/(mol・K)]
とする。 CO2 は0℃, 1.0×10 Pa下で水 1.0Lに 0.08mol溶け、ヘンリ
ーの法則にしたがうものとする。 ただし, 水の蒸気圧とH2 の水への溶け
(東京大)
こみは無視できるものとする。
第1章 理論化学