Chemistry
มัธยมปลาย
zの値が1よりもずれているほど分子力が大きいと考えられるので〜とありますがグラフのどこの部分(圧力がなにになるとき)で比較したら良いのですか？
論述グラフ AMMAIS
43. 理想気体と実在の気体気体の圧力をP〔Pa〕,
体積をV[L], 温度を T〔K〕, 物質量を1mol とす
る。 図は, 400K における3種類の実在の気体A,
B,Cについて, Z=PV / (RT) の値とPの関係
を示したものである。
VULPTa
(1) 2×107Pa において,体積が最も大きい気体
はどれか。
S
KOP NICE
1.5
Z
1.0
JARN! 136792OY
P0.5
DEMOKRA
at
0
1000円
2
C
B
A
4
P〔×107Pa]
an
O
6
(2) 気体AとBでは,圧力の増加とともにZの
値がいったん減少したのちに増加している。 その理由を述べよ。
(3) 気体A, B, Cに該当するものをメタン, ヘリウム, 二酸化炭素の中からそれぞれ
選び, その理由を述べよ。
VANC
(4) 実在の気体のふるまいを理想気体に近づけるためには,温度,圧力をそれぞれどの
ようにすればよいか｡ 理由とともに述べよ。
( 13 愛知教育大改)
(原子量) H=1.0 He=4.0C=120=16
以下では,直線
曲線よりも上に
■ベンゼンの一
していると判断
の気体
解答 (1) C
(2) 圧力が増加すると分子どうしが接近し、分子間力によって全体の体
積が小さくなるためZが減少する。 さらに圧縮して圧力が増加すると.
分子自身の大きさによって全体の体積が小さくなりにくくなるため, Z
が増加する。
(3) A 二酸化炭素 B メタン C ヘリウム
(理由)いずれも無極性分子なので,分子量が大きいほど分子間力が強
くなり, 理想気体からのずれも大きくなる。
(4) 高温・低圧にするほど、分子間力や分子自身の大きさが無視できる
ようになり, 理想気体に近づく。
解説 理想気体は,分子間力が働かず、分子自身に体積がないと仮定
した気体で,常にZ=1である。 一方、実在の気体は,分子間力が働き,
分子自身に体積があるため,これらの影響に応じてZが変化する。
(1) 温度 T,圧力Pが一定なので, Z=PV/ (RT) はZ=kⅤ (k:比例
定数) と変形できる。 この式から,体積Vが大きいほど, Zの値は大きく
なることがわかる。 したがって, 圧力が2×107Paのとき, 体積が最も
大きい気体はCである。
(2) 圧力Pが大きくなり、 体積Vが小さくなると, 分子どうしが接近し,
分子どうしがさらに接
分子間力は強く作用するようになる。その結果,
近することになり, 全体の体積Vはより小さくなる。 したがって, PV
の値は小さくなり, Zも小さくなる。
さらに圧力を大きくしていくと, 分子自身に体積があるため、全体の体
積Vは小さくなりにくくなる。 したがって, PV の値は大きくなり, Z
も大きくなる。
(3) メタンCH4, ヘリウム He, 二酸化炭素CO2 は,いずれも無極性分
子なので,分子間力の強さは分子量の大小でほぼ決まり,
CO2 > CH4 > He の順になる。したがって, Zの値が1よりもずれてい
NO
①R, Tが一定のため、
Zの変化はPVの変化を
みればよい。
② 各気体の分子量は, 次
のようになる。
CH4:16 He: 4.0
CO2:44
4
③ アンモニア NH3のよ
うな極性分子の場合は,
分子間力が大きいので,
グラフのずれも大きくな
る。
2
2×10
25
30
るほど分子間力が大きいと考えられるので, Aが二酸化炭素CO2, Bが
メタンCH4, Cがヘリウム He となる。
(4) 実在の気体を高温にするほど, 分子の
子
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