Question

ふわり

気体の蒸気圧の問題で、2枚目の画像の印がついているところのmolはそれぞれ何のmolを示しているのですか？
よろしくお願いします

あ
*とり。
向1
を読
3
hA
分E Pa = 全正x
mtho
年= Pax
nAthe
O Px| =0,2x8.3x(0x300
4.98×105
nA
ボイルの法則、
PV - PV'
p'=9.96x10*Pa
4.98x (0°x1= Px(i+4)
a佐2続いて.コック2を開けてしばらく放置したのち、着火装置を使用したと
0
第1回 化学
化 学
ころ、容器内の気体は完全燃焼し、すべての酸素とメタンが反応した。その
(全 問 必答)
後,容器I, I, Ⅲを27℃に保った。
ミ、全在= 9.96 »ld
*9
次の問いに答えよ。ただし、連結部や液体の水の体積は無視できるものとする。=』
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
また。227 ℃での水の蒸気圧は2.6× 10° Pa とする。
H 1.0 C12 0 16
Na 23
S 32
Cu 64
気体定数R=8.3×10° Pa·L/(K·mol) とする。
実在気体とことわりがない限り,気体は理想気体として扱うものとする。
問イ 操作1の終了後の,容器I,I内の全圧を有効数字2桁で次の形式で表すと
き、
に当てはまる数字を、下の0~0のうちから一つず
3
つ選べ。ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。
PV-nRT
第1問 次の文章(A~C)を読み,問い(問1~7)に答えよ。
Px X
; 4× 2.1x (0
3
Pa
4
2
× 10
(解答番号
1
9
(配点 25)
6
P= 8x83> 107
(6
66
0
11
2
A 図1のように、温度によって体積が変化しない耐圧容器I,I, Ⅲがコック1.
3
の 4
6 5
6
コック2で連結されている。容器I, IⅡ, Ⅲの容積は,それぞれ 1.0 L, 4.0L.
6
の 7
8
9
0 0
2.0L である。また, 容器Ⅲには着火装置がついている。
問2)操作1,操作2の終了後に, 温度を 27℃から 227℃まで上げて, しばらく
放置した。このときの容器I,Ⅱ, Ⅲ内の全圧は何 Paか。 最も適当な数値を、
I B
IA
I C
次の0~6のうちから一つ選べ。
4
Pa
コック1
コック2
0 1.8×10°
2 2.8×10°
3)3.0 × 10°
1.8× 10°
6 2.8× 10°
6 3.0 × 10°
1.0 L
4.0L He
2.0L
着火装置
4
7/500
02
10.2mol
px 7 = 0.5x8.jx(0x 500
図
×ワン
0.2mol.
0、lmol
P -H4× 36、2×β、3x(0'
10
これを用いて、次のような操作を行った。
操作1 容器1. Ⅱ. Ⅲを27℃に保ち,コックをすべて閉じた状態で, 容器Iに
76、2
P.3
酸素0.20 mol, 容器IⅡにヘリウム 0.20 mol, 容器Ⅲにメタン0.10 mol をそ
/o86
れぞれ封入したのち, コック1を開けてしばらく放置した。
2896
300,46
3.0×105
2ッ

学
体の圧力は、同温 - 同体積で物質量に比例するので、
二酸化炭素とヘリウムの分 とすると
化
学
Px=1.18 × 10° Pa k
0.10 mol + 0.20mol
0.20 mol
=1.77 × 10° Pal
第1問
であるので、容器内の全圧 Psは
Pを=Px+Pwo
A
問1
2。
コック1を開く前の容器I内の酸素の圧カを P。。
(Pa) とすると、気体の状態方程式より
O
= 1.77 × 10° Pa+1.18× 10° Pa
=2.95 × 10° Pa
と求められる。
B 問3 5 0
液体を冷却していくと、凝固点以下の温度になっ
てもすぐには凝固しない。この状態を過冷却という。
水溶液の場合は、温度を0℃より下げると、まず
ィ溶媒のみが疑固する。このため、残った溶液中の
溶媒の量が少なくなり、溶液の質量モル濃度が次第
P。×1.0L
= 0.20 mol × 8.3 × 10° Pa·L/(K·mol)
×(27+273) K
Po.= 4.98 × 10° Pa
コック1を開いた後の容器I内の酸素の圧力を
Poo (Pa) とすると,ボイルの法則より
4.98 × 10° Pa×1.0L=Po, × (1.0+4.0)L
にっ大きくなる。凝固点降下度は質粒子の質量モ
ル濃度に比例するので, 溶媒の凝固が進むにつれて
Po。=9.96 × 10' Pa
このとき、容器I,I内には 0.20 mol +0.20 mol
= 0.40 mol の混合気体が存在する。 気体の圧力は。
同温·同体積では物質量に比例するので、全圧を
P&とすると
凝固点降下度もェ大きくなる。 したがって、 グラフ
のCD 間は右下がりになる。 また、.凝固点は、過冷
却がなかったと仮定した場合に疑固が始まる温度で
ある。したがって、凝固点は,Aである。
問4
6。
0.040 mol の塩化カルシウムが溶解した水溶液中
に水は 400g含まれている。このうちXgが氷と
して析出したとすると、 質量モル濃度は,次のよう
に計算できる。
0.40 mol
Pを=9.96 × 10' Pa×
0.20 mol
=1.99× 10° Pa
問2 4 ③
メタシが完全燃焼すると, 二酸化炭素と水が生成
する。
質量モル濃度 =0.040 mol ×
400 -X
kg
1000
CH4+202 -→ CO2+2H:0
メタン 0.10mol と 酸素0.20mol は, 化学反応式
の係数より過不足なく反応し, 二酸化炭素0.10 mol
と水0.20 mol が生成する。このとき, 生成した水
がすべて気体として存在するものと仮定すると, そ
の圧力Pwo は, 気体の状態方程式より次のように
40
400-X
mol/kg
凝固点降下度は溶質粒子の質量モル濃度に比例す
る。塩化カルシウム CaCleは電解質であり、1mol
の CaCla は1mol の Ca°* と 2 mol の CI-に電離する
求められる。
ため、溶質粒子の濃度は3倍になる。-0.92℃まで
P'Ho × (1.0+4.0+2.0) L
= 0.20 mol ×8.3×10° Pa-L/(K-mol)
冷却し、水のモル凝固点降下が1.85 K-kg/mol であ
るから,凝固点降下度と質量モル濃度の関係式より
0.92K = 1.85 K-kg/mol
× (227 + 273) K
P so = 1.18 × 10° Pa
227 ℃での水の蒸気圧 2.6×10° Paより小さいの
で, 容器内の水蒸気は飽和しておらず, 水の分圧
Paoは水の蒸気圧よりも小さな値となる。
また、容器内には, 水蒸気0.20mol 以外に二酸化
炭素0.10 mol とヘリウム0.20mol が存在する。 気
40
mol/kg ×3
400-X
. X=1.58 × 10°
よって、およそ160gの氷が生成している。
3

Answer 1

✨ Best Answer ✨

🍇こつぶ🐡

画像参照
(CO2+He/H2O)のモル比を水蒸気圧にかけ算して、混合気体(CO2+He)の圧力(分圧)を計算しています。

全圧は、上の値と水蒸気圧の合計です。

私も、最初にこの囲まれた分数を見た時に、何で0.3/0.2？
モル分率なら分母が大きいのに？と考えましたが、モル分率なく、モル比だからと分かり、納得しました。
モル分率をかけ算すると頭が硬くなっていると理解できないです。
全圧×モル分率ですが、水の分圧にかけ算してますから、モル比なんですね🙇

ふわり

なるほど！そういうことだったんですね！
色々と考え方が間違っていることに気がつけました！
ありがとうございます

🍇こつぶ🐡

いえいえ。こちらも勉強になりました🙇