気体のエタノールの燃焼の化学反応式、量的関係について

トルシ セント ルバト レナダ ニダー 5、下の表は、気体のエタノールにおける燃焼の化学反応式の量的関係を示したもの である。次の問に答えよ。但し、各横の列における反応は過不足なく反応するも のとし、体積は標準状態の時とする。 化学反応式 3H20 + HO°H? () (イ)O。 (ウ)CO2 3 (ウ) 係数 (ア) (と) (エ) 個 9.0×10°3個 6.0×10個 個数 3.0×10°3個 1.5(mo1l) 物質量 0.50 (mol) (TOu)(4) (1ou)() 27 48 質 (キ) 日 専 (ケ) 体ノ積 11.2 間1、(ア)~ (コ) に適する数値を入れ、表を完成せよ。 問2、エタノール (C2H5OH) 9.2(g) と酸素15.0 (L) を完全に反応させたと ころ、水はすべて液体となり、 混合気体が生じた。生じた混合気体の体積は標準状 態で何(L)か。 (ウ) (エ) 90x 10 251 (L)|G 問 I 00 問2 解答

【物理(化学)】アボガドロ定数✕質量 m(質量) × Na(アボガドロ定数) =M(分子量)✕10^-3 物理の気体分子運動論の2乗平均速度で出てきたのですが、なぜこのようになるのか教えていただきたいです。

(2)が分かりません。 私は状態方程式をAとB合わせて立てなのですが、答えが合いませんでした。(写真2枚目) なぜ状態方程式は立てられないのか教えてください。 また、模範解答以外での解き方はありますか？

例題1 理想気体の状態方程式 右の図のように,体積 2.0×10-2 m° の容器Aと体 積 1.0×10-2mの容器Bがコックのついた細い管で つながれている。初め,コックは閉じられていて, 容器Aには圧力 1.5×10° Pa, 温度 27℃の理想気体 が閉じ込められている。容器Bは真空である。気体 定数Rを8.31 J/(mol·K) として,次の問いに答えよ。 (1) 容器A内の気体の物質量はいくらか。 (2) コックを開き,容器 A, B内の気体の温度をそれぞれ 127 ℃, 27 ℃に保つ。このときの気体の圧力はいくらか。 3 3 A B VCheck 細い管 「細い」は,体積を 無視できることを表す。 O 指針 (1) 理想気体の状態方程式より,物質量は, n= 2つの容器内の気体の圧力は等しい。 pV と表される。 RT 解(1) 求める気体の物質量をn[mol)として, 理想気体の状態方程式を用いると, 1.5×10° Pa×2.0×10-2m° 8.31 J/(mol·K)×(273+27)K 3 =1.20…mol=1.2 mol n= (2) 求める圧力をp[Pa]とする。。(初めの容器A内の気体の物質量)= (後の容 器A内の気体の物質量)+(後の容器B内の気体の物質量)であることより, 1.5×10° Pa×2.0×10-2m° R×(273+27)K 3 p×2.0×10-2 m° R×(273+127)K p×1.0×10-2m° R×(273+27)K 3 ニ よって,p=1.2×10° Pa

(2)の答えがどうしても合わないので、途中の計算も含めて教えて欲しいです。お願いします。

単原子分子の理想気体3.5mol が円筒形の容器に入って 5 いる。熱の出入りがないようにして, 1.6×10°Jの仕事を 外から加えて気体を圧縮した。気体定数 R を 8.3J/mol-K として次の問いに答えよ。 (1) 気体の内部エネルギーの変化はいくらか。 気体の温度変化はいくらか。 1-

⑵ボイルシャルルを使ってやったのですが答えが合いません この方法はダメなのでしょうか？

解答 (1) 1.6×10FP3 (2) 96℃ 指針 コックを開いて平衡状態に達したとき, A, Bの気体の圧力, 温度は等しくなる。 また, 周囲と熱のやりとりがないので, コックを開 く前後で, 気体の内部エネルギーの和は一定に保たれる。 気体は外に逃 げないので, 物質量の和も一定に保たれる。 解説 (1) コックを開く前のA, Bの気体の内部エネルギーをUょ, ○このような気体の混合 では、外部と熱のやりと りがなければ,内部エネ ルギーの和は保存される。 ○単原子分子からなる気 体の内部エネルギーび は、気体の状態方程式 しとする。アルゴンは単原子分子であり, U= nRT= DVの関 E 22 係を用いてU。UBを求めると, 1L=10°m° なので, カV=nRT を用いて。 U=ニ×(1.0×10) × (2.0×10-3)=3.0×10°J マA--』 なる。 Uゅ=;x(2.0×10) × (3.0×10-)39.0×10°J 22 コックを開いた後の圧力をが[Pa] とする。 このときのA, Bの内部 エネルギーの和をひとして, 11 U-DVの式を用い E U=;×が×(2.0+3.0)×10~3=7.5×10~3×が 2. 内部エネルギーの和は変化しないので, UA+Ug=Uから, 3.0×10+9.0×10-7.5×10-3×が (2) コックを開く前のA, Bの気体の物質量を nA, ng とする。 気体定 数をRとして, 気体の状態方程式かV=nRT を立てると, A:(1.0×10)× (2.0×10-3)=Dn,R(27+273) B:(2.0×10)× (3.0×10-)3D2%R(127+273) ている。気体全体の体積 は、A, Bの体積の和で あり,(2.0+3.0) ×10-3 m°となる。 が=1.6×10°Pa A:1.0×10°Pa, n、[mol]. 27℃ B:2.0×10°Pa, Ma[mol], 127℃ 変化前 2.0 これから, na3,0R' 3.0 * ng= となる。コックを開 2.0R A(2.0L 3.0L B いた後のA, Bの気体の温度を T[K] として, A, Bの 気体全体について状態方程式かV=nRTを立てると 変化後 1.6×10°Pa, n,+ma [mol), T(K (図), (1.6×10)×(2.0+3.0)×10-3%3 (natng) RT 8.0×10° a("u+Yu) 2.0 O平衡状態に達したとき A, Bの気体は同じ状態 にあるので、両者をまと めた気体の状態方程式る 立てることができる。 8.0×10° =369.2K =L 3.0 2.0R)R 369.2-273=96.2℃ 3.0R 求める温度(℃)は, 2.96 10

内部エネルギー 3／2nRΔtを3／2Δpvとやっても大丈夫ですか？

基本間題 138. 内部エネルギー● 温度0℃、 圧力1.0×10°Pa(1 気圧),体積 3.36×10-2m°のアル ゴンを、体積を一定に保って温度を27℃とするとき,内部エネルギーの変化量はいくら か。ただし、気体定数を8.3J/(mol·K) とする。

(1)の問題なのですが、僕はボイルシャルルの法則で解いたのですが答えは状態方程式を使って答えが違いました。 ・なぜ答えが違うのか ・なぜ状態方程式を使うのか ・各々を使うタイミング 等を教えて頂きたいです

234.気体の状態方程式● 図のように, 円筒形の容器がなめ らかに動くビストンで2つの部分 A, Bに仕切られていて, 円筒 の両端からピストンまでの距離は初め, 4 [m], 2 [m]であった。 Aには n [mol), Bには n2 [mol] の理想気体が入っている。 (1) Aの温度は T[K] であった。 Bの温度 TB [K] を求めよ。 (2) 次に, Bの温度はそのまま一定に保ちながら, Aの温度を上げたらピストンはu 動いた。Aの温度TA(K] を求めよ。 A|||B -ム- 23

途中式を教えてください

練習11 単原子分子の理想気体2.0 mol に,体積一定のまま 83Jの熱を与えたと きの温度変化を求めよ。ただし,気体定数Rを 8.3 J/ (mol·K) とする。 [3.3 K]

物理 2条平均速度について 赤線の部分がよくわからないです

基本例題56 気体分子の2乗平均速度 物質量n[mol]の単原子分子理想気体(分子の質量 m [kg])がT[K]の状態で、 ある容器に封入されている。アボガドロ定数をNA[/mol),気体定数をR[J/(mol-K)) とする。 (1) 気体の内部エネルギー Uを求めよ。 (2) 気体分子1個の平均運動エネルギーを求めよ。 (3) 気体分子の2乗平均速度を求めよ。 (4) Ne は He の5倍の分子量である。高温低圧の希ガスは,単原子分子理想気体 とみなせるとする。 ① 同温での Ne 分子の平均の速さは He 分子の何倍か。 Ne 分子の速さが He 分子と同じとき,Ne の温度は He の何倍か。 (理想気体の内部エネルギー) = (分子の数)× (分子1個あたりの平均運動エネルギー) 2乗平均速度は,気体分子の平均の速さの目安と見なせる。 考えぶ 解説 (1) 単原子分子理想気体の内部エネルギーUは, 3 U=-nRT [J] 2 開の本 8SS (2)(分子1個の平均運動エネルギー) = (内部エネルギー) より、 (分子の数) 3 u_2uRT 2N。 U 3RT nNA nNA 3RT 3RT (3) 2乗平均速度をアとすると,m? v* = 2N。 mNa 3RT よって, = [m/s) V mNA (4) 分子量をMとすると, 気体の質量は、 =M×10-3 mNa 3m/s 4m/s 3RT 3RT T (3)より,ア= V mNA OC NM×10 V M 1 5m/s 0 T=一定より, ア oc JM 3+4+5 =4m/s よって,平均の速さは分子量の平方根に反比 3 例するので, 倍。 3+4°+5 = 4.1m/s 3 M×10 -3 よって,ひ= つまり,2乗平均速度は分子の平均 の速さの目安になる。 2) Tについて解くと, T= 3R =一定より, TcM よって,温度は分子量に比例するので, 5倍。

(2)の③が分かりません 答えは、-9/2Ｐ０V０です

406 Po イX6 4 [図]のように、滑らかに動く軽いピストンを取り付けたシリンダーに、1.0mol の 単原子分子理想気体を閉じ込めて鉛直に立てた。最初、 気体の圧カは大気圧 Po[Pa] と等しく、体積は 1% [m°] であった。この状態を状態Aとする。状態 Aからピストン の固定を解除して、加熱して体積を 41% [m°] にした。この状態を状態Bとする。 さらに、状態Bから、ピストンを固定し体積を 41% [m°] に保ったまま気体を冷却し、 圧力を Po/4 [Pa] にした。この状態を状態Cとする。 その後、ピストンの固定を解除 し、等温変化で体積を 1% [m°] にした。この状態を状態Dとする。重力加速度の大き さをg [m/s?]、気体定数を R [J/(mol»K)] とする。ピストン、シリンダーは断熱性で、 外部との熱のやり取りはないものとする。 T T 大気圧A1 定様を化 V。 W=o [図] Fs W- (1) 状態Aから状態B の過程について以下の問いに答えよ。 の 気体がした仕事を求めよ。 ② 気体の温度上昇を求めよ。 3 気体に与えた熱量を求めよ。 (2) 状態Bから状態Cの過程について以下の問いに答えよ。 の 気体がした仕事を求めよ。 2状態Cでの気体の温度は何Kか。 内部エネルギーの増加量を求めよ。 (3) 状態Aから状態 B、C、 Dへと変化する過程を表すグラフを、縦軸を圧力、横軸を体積として描け。 Q W+U w-pV 3 そR.3V 4voPo - 3Vo Po foV。 4 (6 Bovo 4-4 リーー