Question

Keisuke Honda

②について。　問題文では　生じた水滴　の質量とあるのに、なぜ解答では気体として存在する水の質量を求めているのですか？

57. 〈気体の燃焼と圧力>
容積 8.3Lの容器にメタンと酸素を入れたとき
4.0 × 103 Pa および 1 Pa であった。 その容器
4.0×10Pa
度を 27℃ に戻した結果, 水滴が生じ, 全圧は7.
は未反応の酸素が残り, 生じた水滴の質量はお。
おける水の飽和蒸気圧は3.6×10 Pa とし, 液体
(H=1.0, O=16, R=8.3×103 Pa・L/(mol・K))
① ② に当てはまる数値を有効数字2桁で求め

2.30
px8.3=
-×8.3×10°×360
46
p=1.8×10^(Pa)
この値はエタノールの蒸気圧 (87℃) 1.2 × 105 Pa より小さいので,
仮定は正しく, エタノールはすべて気体として存在する。
③
※③
1.8×10*Pa<
すべて気体と
の圧力は求め
57 ① 8.2×10° ② 0.26
解説 ① 燃焼前の酸素 O2 の分圧をx×103 〔Pa〕 とおく。 燃焼の前
後で変化した量は 「物質量(mol)」 でふつう表すが、ここでは
※④
(分圧比)=(物質量比) であるので, 「分圧 (Pa)」 で表す。
CH4 + 202 → CO2 + 2H2O
※④
体積Vは 8.3L,
(絶対温度Tは
燃焼前 4.0
x
0
0
〔×103 Pa]
⑤
変化量 4.0
なので,
-8.0
+4.0
+8.0
〔×103 Pa〕
燃焼後 0
x-8.0
4.0
8.0
〔×103 Pa〕
DV=nR1
上式の燃焼後の水H2Oの分圧を8.0×10 Paとしているが,これは
すべて気体としたときの値を示した。 実際は 「水滴が生じ」 ており,
⑥
気液平衡の状態なので, H2O の分圧は飽和蒸気圧の 3.6 × 103 Paで
ある。 したがって, 燃焼後の全圧について,
( x-8.0 +4.0+3.6)×10=7.8×103 (Pa)
x=8.2
よって, 燃焼前の酸素の分圧は, 8.2×10Paである。
2 気体として存在する水H2Oの質量をm〔g〕 とおく。 気体の状態
方程式 DV=MRTより,
M
3.6×10×8.3 = J ×8.3×10 × (27+273)
m
18
m=0.216(g)
↑比例
⑤
反応式の係数比
場合) 分圧比と
ば. CH〟が1Pa
とき, O2 は 2Pa
る。
⑥
すべて気体とした
8.0×10 Pa が.
3.6×10 Pa を超
とからも気液平衡
れる。
化学重要問

気体の法則