Question

もともと

(2)まず何を考えたら良いか教えてください🙇‍♀️

62.〈温度の異なる連結球と混合気体の圧力)
下の設問に有効数字術で答えよ。H=1.0, C=12, N=14, O=16
気体は理想気体として扱い, 気体定数 R=8.31×10° Pa·L/(mol·K), 飽和水蒸気圧
は17°Cで194×10° Pa/67°Cで 2.70×10*Pa とする。また,コック, 連結部分およ
び液体の水の体積は無視できるものとする。
V(1)右図に示した耐圧容器において, コックを閉じた状
態で容器Aにメタン 0.32g, 容器Bには空気(体積比
で酸素 20%,室素 80%)11.52gを入れた。
27°Cに保ったままコックを開き,十分な時間が経
過した後,容器内のメタンを完全燃焼させ、容器A,
Bともに327°Cにした。このときの容器内の全圧[Pa] を求めよ。ただし,生成した
水はすべて水蒸気として存在していたものとする。
V(2) さらに(1)の後,コックを開いたままで,容器A内を 67°C, 容器B内を 17 °C に保っ
1.52
CHy a32
コック
容器A
容器B
(T)007
(T]0°0E
た。このとき, ①容器A内に存在する水蒸気の物質量 [mol] および, ②容器B内に存
在する液体の水の物質量 [mol) を求めよ。
[14 京都府医大改)

P全
(2) H:O 以外の気体は変化しないので, H:O0.040mol についてのみ考
える。A内とB内の H:O の分圧 pHao は等しく, A内とB内の H.O
※24
(気体)の物質量をそれぞれ n. mu(mol) とすると, 物質量の比は次
のようになる。
2.00
67+273
30.0
NA:nB
=29: 510
17+273
(i) A内とB内ともに H.O がすべて気体として存在すると仮定する
と,A内の H:0の分圧 paは,
DA×2.00=0.040×
29
-×8.31×10°×(67+273)
29+510
Da=3.04×10°(Pa)
B内の H:O の分圧も同じ圧力になるが, 17°Cの飽和水蒸気圧
(1.94×10°Pa)を超えるので,仮定は矛盾している。B内では薄
体の水が存在する。
(i) A内はすべて気体, B内は気液平衡の状態と仮定すると, B内は
17°C の飽和水蒸気圧で, A内の H.O の分圧も同じ蒸気圧である。
67°C の飽和水蒸気圧(2.70×1%Pa)を超えないので, A内はすべ
て気体で存在する。仮定は正い。
小めら
1.94×10°×2.00=nA×8.31×10°×(67+273)
nA=1.37…×10-3=1.4×10-3(mol)
510
-=2.40…×10-2 (mol)
29
ng=1.37×10-3×
液体として存在する水の物質量naは,
1液=0.040-nA-nB=0.040-1.37×10-3-2.40×10-2
=1.5×10-2(mol)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

まろん

この問題を解く方針は、
容器内の水がすべて気体であると仮定して、水蒸気圧を求め、飽和水蒸気圧と比較する。

そのためには、
・A内、B内の水蒸気のモル比がわからないので、2つの状態方程式を割り算して、モル比を出す。
・容器内の水蒸気圧はAもBも同じであることを念頭に置きながら、問題を解く。

結構、難しい問題ですね😅
あまり上手く説明できてないかもしれませんが、細かいところ説明が必要であれば言ってください。

もともと

とても理解できました！

丁寧な解説ありがとうございます✨🙇‍♀️