化学
高校生
解決済み
(1)なぜ酸素の反応量が0.10molになるか分かりません
の
実
問2 容積10Lの容器にメタンCH40.050molと酸素O:0.20molを入れて, 27°Cに保った。
この混合気体に点火し, メタンCH4を次のように完全に燃焼させた。
CH4+ 202 -→
CO2+ 2H20
このとき,次の問いに答えよ。ただし, 27°Cにおける水の蒸気圧を3.6×10°Pa,
気体定数はR= 8.3×10°Pa· L/(mol · K) とする。
(1)燃焼後,反応せずに残っている酸素は何 molか。有効数字2桁で答えよ。
(2) 燃焼後,容器内を27°℃に保ったとき,混合気体の全圧は何Paか。有効数字2桁
で答えよ。
問2 (1)化学反応式における各物質の係数比は各物質が反応する物質量,または生成する
1CH4
202
1CO2
燃焼前
0.050
0.20
2H20
0
反応量
-0.050
-0.10
0
(mol)
+0.050
+0.10
燃焼後
0
0.10
0.050
0.10
以上より,残った酸素は0.10mol
答 0.10mol
(2) 燃焼前後の容器内の状態は,次の図のようなイメージです。
27℃,10L
27℃,10L
CH4●が
完全燃焼
3.6 × 109Paを
超えられないため、
一部液体となって
いるかもしれない
O2
0.050mol 0.10mol 0.10mol
の 合
O2
CO2
HeO
CH4
0.050mol 0.20mol
生成したH200.10molがすべて気体であると仮定したときの圧力は,
nRT
V
0.10 ×8.3× 10°× 300
10
P= より,
= 2.49 × 10°Pa (> 3.6× 10 Pa)
よって, H,Oは飽和しており, 水蒸気の分圧は3.6×10°Paです。
nRT
V
また,O2と CO2の混合気体について, P= "より,
= 3.73×10°Pa
(0.10 + 0.050) × 8.3×10°×300
10
以上より, 容器内の混合気体の全圧は,
答 4.1×10°Pa
3.6×10°Pa + 3.73×10°Pa=4.09 × 10°Pa
Chapter 3 END
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