Question

ゆー

(2)と(3)が解説を見てもわからないので教えてほしいです！

sheck!
標準例題 50 気体の反応と蒸気圧
lom0基水 Inm0L0生
標準→228
100L
木素1.0gと酸素 16.0gの混合気体について,次の(1)~(3)に答えよ。ただし、気体定
数R=8.3×10°Pa·L/(Kmol),100℃ での水の他和蒸気圧は 1.0× 10° Pa とする。
V(1) 0℃ で10Lの容器に混合気体を詰めると,全圧は何 Paか。以高水
X(2)容器の体積を10L に保ったまま,この混合気体に点火して水素を完全に燃焼させ
0℃ に戻した。容器内の圧力は何 Paか。ただし、水蒸気は存在しないものとする。
X(3) 燃焼後,容器の体積を10Lに保って 100℃にすると,容器内の全圧は何 Paか。
密閉容器内の水の一部が凝縮しているとき,水の分圧はその温度での飽和蒸気
圧となる。
●エクセル
上 )
考え方
解答)
(2) 反応前後の物質量は
1.0
16.0
(1) 全圧かはp× 10=
2.0
-)
×8.3× 10°×273
32
2H。+ O2→2HO
p=2.26 × 10° 2.3× 10°Pa
(2) 燃焼後,0℃ では水は液体とみなせるから,酸素
反応前 0.50 -0.50
2.3× 10 Pa
0
反応後-0
0.25
0.50
(3) 容器内の水をすべて
0.25 mol の圧力を求めればよい。
自 )
p×10=0.25 × 8.3× 10°× 273
p=5.66 × 10'= 5.7× 10'Pa
気体としたときの水の
5.7× 10'Pa
分圧をpとすると、
*pく飽和水蒸気圧
→水はすべて気体
*p>飽和水蒸気圧
(3) 生じた水がすべて気体として存在すると仮定すると、
る 日
. sラ予却簡内8.
373
その圧力はp=0.50 × 8.3× 10°×
10
=1.5×10°Paう
100℃ での水の飽和蒸気圧1.0× 10° Pa よりも大きいか
ら,仮定は誤りで生じた水の一部は液体である。よって、
水の分圧は1.0× 10°Pa になる。全圧は
→液体の水が存在
C79 8
373
Pio + po. = 1.0×10°+ 5.66 × 10'×
273
= 1.77 × 10°=1.8×10°Pa 1.8×10°Pa
E)
D
合

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

kenny

どこに引っかかりますか？

ゆー

どういう式を使うかはわかるんですけど、その式に当てはめる数がどこから出てきたのかがわからないです

kenny

①化学反応式の係数比=mol比などの計算

②飽和蒸気圧を使うかどうかの判断

のふたつが分からないって感じですかね。

①水素を燃焼とあるので、化学反応式を書きます。
2H2+O2→2H2O
この式から、H2をO2の2倍量のmolを使って燃焼することがわかります。

今回、H2とO2は共に0.5molなので、H2がH2Oに変わりきった時、O2は0.25molだけ残ります。

ここで、(2)ならば酸素についての圧力だけを考えます。(水蒸気無しと条件にあるので)

(3)ならば、水蒸気が発生しているはずなので、「H2Oの分圧+O2の分圧」から全圧を出します。

そこで重要なのが、飽和蒸気圧です。これは、「今回出てくるH2Oは、どう頑張っても1.0×10^5pa以上の圧力にはならない」という意味です。

なので、一回状態方程式に入れて、H2Oの圧力を計算します。すると、飽和蒸気圧より大きいことがわかりました。(答え4行目)

ここから何がわかるかと言うと、
「今回のH2Oが、100度において全て気体ならばその圧力になる、と状態方程式の計算上はなる(状態方程式は全て気体になっている物質にしか適用できない)が、飽和蒸気圧を超えることは絶対にないのでH2Oは全て気体になっている訳では無い」

ということです。
なので、飽和蒸気圧の方を使います。
という感じなんですが、いかがでしょうか。
不明なところがありましたらまた教えてください。

ゆー

あ、わかりそうです！
ありがとうございます！

kenny

よかったです！！これからも頑張ってください！！