Question

ティティ

この問題が全く分かりません。
なぜ、p-3.2pが、2.2Pとわかるのでしょうか？
回答よろしくお願いします🙇‍♀️

4:22 ■
VeLTE 4G+
混合気体X中のメタンと窒素の組成を調べるために,
以下の実験を行った。
(a)酸素を加える前
(b)反応前
(c)反応後
全圧
P(Pa)
全圧
3.2P(Pa)
全圧
1.6P(Pa)
メタンを完全
燃焼させた
酸素を加えた
容器の容積は0.60Lで、各全圧は27℃での値とする。
図1
まず,真空状態にした容器(容積0.60L一定)に混合気
体Xを入れて密閉し,容器の温度を27℃にした。その
ときの容器内の気体の全圧はP(Pa)であった(図1(a))。
さらに,容器の温度を27℃に保ちながら,容器内に酸
素を4.4×10°mol 加えたところ,容器内の気体の全圧
は3.2P(Pa)になった(図1(b))。
次に,容器内のメタンと酸素を反応させ,メタンを
完全燃焼させた。燃焼によって,メタンは完全に消費
された。反応後,容器の温度を27℃にしたときの容器
内の気体の全圧は1.6P(Pa)になった(図1(c))。このとき,
メタンの燃焼によって生成した水はすべて凝縮して液
体になり,その体積は容器の体積に比べて非常に小さ
く,無視できるものとする。
以上のことから, 27℃における容器内の各気体の分
圧を考えてみよう。容器内の窒素の分圧は実験を通し
(Pa)であり,反応後の容器内(図1(c))の酸素
(](Pa)である。また,酸素を加える前(図
1(a))と反応前の容器(図1(b))のメタンの分圧と,反応
後の容器内(図1(c))の二酸化炭素の分圧はいずれ
(Pa)である。さらに,混合気体X中のメタン
と窒素の物質量比は(4)であることがわかる。
て(1)
の分圧は
も(3)
I

正解:1イ 2イ 3ア 4エ
酸素4.4×10°mol に相当する圧力が,3.2P-P=2.2P
である。
メタンの分圧をx(Pa)とすると,
CH,+
20。
→CO, + 2H,0(N2)
計
反応前 x
2.2P
0
0 P-x
3.2P
変化量
- 2x
+x
+ 2x
0
ーX
反応後 0
2.2P-2x
2ォ- P-x 32P-2x
x
液体
これより,3.2P-2x=1.6Pとなり,x=0.8P
以上より,窒素の分圧は,P-0.8P= 0.2P (Pa)
酸素の分圧は,2.2P-2×0.8P= 0.6P(Pa)
反応前のメタン,反応後の二酸化炭素は,0.8P (Pa)
メタンと窒素の物質量比は分圧比と一致するため、
0.8P:(P-0.8P) = 4:1となる。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ゆ

単純に酸素を加える前の容器内圧力(全圧が)pで酸素を加えた後が容器内圧力(全圧)が3.2pなのでその差が酸素の分圧と考えることができます。あとは分圧比で図の形に持っていって考えるだけです。
あとはどこですかね、全くわからないとは、液体とかですかね？気体の圧力なので飽和蒸気圧とか絡めばイメージしやすいですけど液体の水は本来発生した時点で圧力として考えることはできません。すみませんなんとなく言ってみました。

ティティ

回答ありがとうございます!
2.2は、計算すれば出てきますか？

ゆ

引き算で出ますよ回答の通りに

ティティ

理解能力がなくすみません。2.2が出てくる理由がどうしてもわからないです。問題文に書いてありますか？3.2から、1.6になったところで2.2って出てくるのですか？

ゆ

aとbの溶液の差です。反応後の酸素と書いてありますが2.2pはその前の話です。そこで求めた分圧を利用して反応後の酸素の空欄を求めていきます。

ゆ

aにはメタン気体が
bには酸素とメタンの混合気体です。
その差です。そこに加熱して酸化することによって
cの酸化物ができます。

ティティ

たくさん解説していただきありがとうございます!
もう少し頑張って理解してみます

ティティ

わかりました！ありがとうございます！