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Mathematics Senior High

なぜ二つの室の圧力が同じなのでしょうか! よろしくお願いします。

9月21日 8限目 演習問題 |1 2015 九大 図のように、 断熱材でできた密閉さ れた容器が隔壁により第1室と第2室 に仕切られている。 隔壁は各室の気密 性を保ちながら容器内を摩擦なくなめ らかに動く。 また, 隔壁を固定するこ とも可能である。 隔壁の中央部は熱を 通す素材で、それ以外の部分は断熱材 でできている。さらに, 中央部は開閉 可能な断熱カバーでおおわれており, このカバーの開閉により両室間の熱の移動を制御できる。すなわち, 断熱カバーが閉じてい いれば、両室の間に熱の移動は無く, 断熱カバーが開いていれば,両室の間でゆるやかなB. 熱の移動が可能である。 隔壁中央部の熱容量はないものとする。 第1室内にはヒーターが 設置されており, 第1室の気体を加熱することができる。 容器 第1室 ヒーター 隔壁 断熱カバー 第2室 隔壁中央部 IPA (l). 3 第1室と第2室に,気体定数をRとして定積モル比熱が 22 R である同種の単原子分子 理想気体を封入し, 次に述べるような状態変化を行った。 なお, 問題中の温度はすべて絶 対温度で与えられている。 初めの状態 A では, 隔壁は静止しており, 断熱カバーは閉じている。 このとき, 第1 室の気体の体積, 温度,圧力はそれぞれVA, TA, PA であり, 第2室の気体の体積, 溫 度,圧力はそれぞれ 3VA, TA, PAであった。 (1) 第1室の気体の物質量(モルを単位として表した物質の量) , VA, T'A' PA, R の 中から必要なものを用いて表せ。 状態 A から, 隔壁を固定し断熱カバーを閉じたままヒーターによりゆっくり第1室の 気体を加熱したところ, 第1室の気体の温度が2TA となった。 この状態を状態 B とする。 (2) 状態 A から状態 B への変化の間にヒーターが第1室の気体に加えた熱量を, VA, TA,PA, R の中から必要なものを用いて表せ。 次に, 状態 B から隔壁を固定したまま断熱カバーを開け, しばらく待ったところ, 熱 平衡に達した。 この状態を状態Cとする。 (3) 状態Cにおける第1室, 第2室の気体の温度を, VA, TA, PARの中から必要な ものを用いて表せ。 (4) 状態 B から状態 C への変化の間に第1室から第2室に移動した熱量を, VA, TA, PA, R の中から必要なものを用いて表せ。 (5) 状態Cにおける第1室の気体の圧力, 第2室の気体の圧力を、 それぞれVA, TA, PA, R の中から必要なものを用いて表せ。 再び状態 A から考える。 以後, 隔壁は自由に動けるとし, 断熱カバーは閉じている。 ヒーターによりゆっくり第1室の気体を加熱し、 総量 3PAVA の熱を加えた状態を状態 Dとする。 (6) 状態 A から状態 D への変化の間に生じた第1室, 第2室の気体の内部エネルギーの 変化をそれぞれ 4U 1, 4U2 とする。 AU1+4U2 を, VA, PA を用いて表せ。 (7) 状態 D における第1室の気体の体積をVD とし, 状態 D における第1室, 第2室の 気体の圧力をpp とする。 4U を, VA, PA, VD, PD を用いて表せ。 (8) PD を, VA, TA, PA, Rの中から必要なものを用いて表せ。 なぜ? ださい

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Chemistry Senior High

問5(1)について Kp=PCO2=1.0×10^5Paとなるのは何故ですか?

図1に示すような質量が無視できるフタが付いた容器がある。 このフタはなめ らかに動き、フタの移動により容器の内容積は0L~10.0Lの範囲で変化する。ま た. フタの位置を固定して内容積を一定に保つこともできる。 このフタ付き容器を 用いて (式1) の反応に関する操作1 ~ 操作 4 をおこなった。 下の設問 (1)~(4) に答え よ。 大気圧は常に100×10Pa であり、追加したアルゴンは化学反応を起こすこと はなく、アルゴンの固体への吸着も起こらなかった。また,固体試料の体積は無視 できるものとし、容器内の気体については理想気体の法則が使えるものとする。 問5 10.0 L ■固体試料 mooooooo 熱源 図 1 フタ - 14- 17.50g 5,80( nitog @ m 100 操作1:フタ付き容器に固体試料として7.50gの純粋な炭酸カルシウムを入れた後, 内容積が5.80 L になるようにフタを固定した。 排気し容器内の気体をすべて取 り除いた後,温度を上げると,やがて炭酸カルシウムの分解が起こり始めた。 温度が887℃になったところで, その温度を保ち十分な時間を経過させた。 操作2:操作1に続き, フタを固定したまま, 容器内にアルゴンを0.0350 mol 封入 した。温度を887℃に保って十分な時間を経過させた。 操作3:操作2に続き, フタを固定したまま、質量数13の炭素原子13C (相対質量 13.0) だけからなる二酸化炭素 13 CO2 を 0.0500mol 封入した。 温度を887℃に 保って十分な時間を経過させた。 操作4:操作3に続き、フタの固定を外し,温度を887℃に保って十分な時間を経 過させた

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Chemistry Senior High

(2)(3)を解説して頂きたいです

4. 塩化アンモニウム水溶液のpH 次の文章を読んで, 以下の各問いに答えよ。 塩化アンモニウムを水に溶かすと,次のように電離して平衡状態に達する。 NH,C1 → NH* + C1 … NH4+ + H2O ~ NH3 + H3O+ (ii) 水のモル濃度[H2O] は一定とみなせるため, 式 (ii)の平衡定数をKとすると, 塩化アンモニウムの加水分解 定数 Kn は, [NH+], [NH3], [H+] を用いて Kn=K[H20] = [ ① ] と表される。 ただし, オキソニウムイ オンの濃度[H3O+]は水素イオン濃度[H+]で示す。 一方, アンモニアは水溶液中で式 (ii) のような電離平衡の 状態に達する。 [②] (iii) アンモニアの電離定数K と水のイオン積 Kw は, [NH3], [NH4], [H+], [OH-] を用いてそれぞれKb = [③], Kw= [ ④ ] と表されるから, K はK と Kw を用いて, K = [⑤] と表すことができ る。 一方, 塩化アンモニウムはほぼ完全に電離するので, アンモニウムイオンの濃度[NH+]は塩化アンモ *** (i) ニウム水溶液の濃度c [mol/L] と近似できる。 また, 式 (ii) で生じるアンモニアとオキソニウムイオン (水 素イオン) の濃度は等しいことから, Knはc と [H+] を用いて K = [ ⑥] と表される。 (1) 文中の〔 〕に適切な式 (②はイオン反応式) を入れよ。 (2) 25℃におけるアンモニアの電離定数は 1.60×105mol/Lである。 塩化アンモニウムの加水分解定数Kn を求めよ。 ただし, 25℃における水のイオン積Kwは100×10~14 (mol/L) とする。 (3) 100×10mol/Lの塩化アンモニウム水溶液のpHを求めよ。 ただし, log10 2=0.30 とする。 NH3+H2O = NH4+ OH^ (1) @ [NH3] [HT] INH GI (2) [NH[[][OH-] ④[H+][OH-] ⑤ [NH3] 6.25×10ml/h (35.6 kb 2 [H+]²

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