化学セミナー149(1)についてです。 写真2枚目の私の解法の問題点を指摘していただきたいです🙏

[思考] ++ 2001 149. 平衡定数 0.70molの二酸化硫黄 SO2 と0.30molの酸素の混合気体を,300K, 1.0×105Pa で体積一定の密閉容器に入れて600K に加熱したところ,三酸化硫黄 SO3 能し が生成して次式のような平衡状態となった。下の各問いに答えよ。 2SO2(気) +O2(気) 2SO3 (気) (1) 平衡状態になったとき, 三酸化硫黄が0.20mol生じていた。 この容器の体積は何 Lか。また,このときの容器内の圧力は何Paか。 000 (2) この反応の平衡定数Kは何L/mol か。 M (3) 容器の体積と温度を変えずに, 容器内に酸素を加えたところ, 三酸化硫黄の量が 22NT 0.40mol で再び平衡状態になった。 加えた酸素の物質量は何mol か。 (09 上智大改) 思考 10000 FO

なぜ、n,tは一定とわかるのですか？

入試攻略 への 必須問題 27℃において内容積1.0Lの容器Aと内容積 0.50Lの容器Bがコック で接続されている。 容器Aに圧力 1.0×10Pa の二酸化炭素を、容器Bに 圧力 2.0× 10 Paの窒素を充填した。 その後、コックを開き、気体を 問1 二酸化炭素と窒素の分圧を有効数字2桁で求めよ。 問2 混合気体の全圧を有効数字2桁で求めよ。 解説 コックを開くと、容器Aと容器Bの圧力が等しくなるまで気体が移動した 器Aと容器B 222 ① CO2- V.T一定 で分ける N₂ コックを開く 27°C 27°C 1.0×105Pa 2.0×10° Pa A1.0L B0.50L 問1 CO2の分圧を Pcoz, N2 の分圧を PN2 とします。 4 1.5 L, 27°C 2 よって, Pcoz=- 200 = 1/3× x 10° ≒ 6.7×10^ [Pa] IDD 1.5 L, 270 1.5 L, 27°C CO2に注目し, ①と④を見比べます。n, T一定なので、PV = nRT + 一定 なわちボイルの法則より, 1.0×10° [Pa〕×1.0 [L] = Peoz [Pa]×1.5 〔L〕 (3) 2 よって, PN2=1/12 ×10≒6.7×10* [Pa] Pco2+PN2= 答え 問1 CO2 : 6.7×10 Pa 270 全容積=1.0 +0.50=1.5 [L] 2.0×105 [Pa]×0.50 [L] = PN, [Pa]×1.5 〔L〕 0 + N2 に注目し、 ②と⑤を見比べます。 n, T一定なので, PV = nRT,すなわ ちボイルの法則より, 一定 N2 : 6.7×10^Pa P₁V₁=P₂V/₂² オイルの 問2 分圧の和が全圧なので、全圧を Pr 〔Pa] とすると, Pr= PoostPw=1/3×10°+1/3×10°= 3 × 10F 1.3×10° (Pa) ÷ ( Toda 問2 1.3×10 Pa

右の「体積が大きくなる」の意味がわかりません。 PVが一定として、実際よりもPを大きくして計算してしまったのだから、Vは小さく出てくるはずではありませんか？ あと、そもそも右と左の図を比較すると、明らかに右の方が体積は小さくありませんか？

水蒸気圧 気体の分圧 水面を一致させる 体積が大きくなる ↑ 誤差 内圧が大気圧より小さい 気体の分圧 大気圧 水 水圧

赤線のところがわかりません。教えて下さい

発展例題 3 気体の燃焼 問題39 0.50molのメタンCH4 と 2.5mol の酸素 O2 を 5.0Lの容器に入れた。 容器内で電気火 花を飛ばしてメタンを完全燃焼させたのち, 容器の温度を17℃に保った。 容器内の全圧 五代々 は何Pa になるか。 ただし, 生じた水の体積および水蒸気圧は無視できるものとする。 考え方 化学反応式を書き, 反応後 の気体の全物質量を求める。 このとき水は液体であり、 水蒸気圧は無視できるので、 水の物質量は考えない。 全圧は,気体の状態方程式 PV=nRT から求める。 解答 メタンの完全燃焼は次の化学反応式で表される。 CH4+2O2 → CO2+2H2O 0.50mol の CH4 がすべて反応し, CO2 0.50mol 生成する。 また, O2 は 2.5mol-0.50mol×2=1.5mol残るので, 燃焼後 の混合気体の全物質量は 0.50mol+1.5mol=2.0mol となる。 したがって、混合気体の全圧は,気体の状態方程式から, P= nRT 2.0mol×8.3×103Pa・L/ (K・mol) × (273 +17) K V =9.6×105Pa 5.0L

赤丸で囲んだ値は、何を示しているものですか？

なる。 気体は, 低温では分子の熱運動が弱まるため、 なくなり、 体積一定の条件では, 理想気体と比 ご理由により、圧力一定の条件では、低温での り小さくなる。 OLXO.S. 子の熱運 子数が少 でもほ H2 や窒 ほ理想 2.0 ≫ 高圧では単位体積当たりの分子の数が増 子自身の体積の影響が無視できなくなり、 体 1.5 V1.0 T & DVA nRT 1.00 20.5 0.99 http- 0.98 27722 H21 q 数研出 N2 1.01×105 Pa(=1atm)の場合 理想気体 CO2 高温のほうが 理想気体に近い 100 200 300 400 温度 (a) 温度変化によるDV の値 nRT 500 [K] CH4(73 K) H2 (273K) 理想気体 5 07 10 ISBN 978- C703 理想気体で 法則に完全に 凝縮などが走 《温度と体 理想気体 一定のも。 液体や固体 しかし,実 分子間力の しやすい｡ シャルルの 成り立たな 5 10 15 《加圧によ 図b とボイル しかし, F に達する。 は進まない tor

注射器の図の左①番と右③番がどういう意味なのかがイマイチ分かりません。気体の圧力はどのように働いているのですか？

(4) PV=nRT を変形してPV/T=nRとすると, nが一定なので、 PV/T=k(一定) と表される。 したがって, (圧力×体積)/ 温度= PV/T=yの値は,圧力P=xの値に関係なく一定となるので, グラフ はx軸に平行な直線 (ウ) となる。 221. 気体の分子量 解答 (1) 注射器内の気体の圧力を大気圧と等しくするため。 (2) 28 解説 (1) ピストン の向きによって 注射器 内の圧力が変わる。 大気 圧をP[Pa], ピストンの 重みによる圧力をか [Pa] とすると, 気体の圧 力は図のようになる。 注 射器を水平にしておくと, 中の気体の圧力は大気圧 と等しくなるので,大気 圧を測定すれば,気体の 圧力がわかる。 (2) 気体の状態方程式PV = (w/M) RT から, WRT 0.28g×8.3×103Pa・L/(K・mol) × (273+27)K PV 1.0×105 Pa×0.246L M= アルミ箔 134.50g 液体試料 を入れる 空気 大気圧 P 液体試料 気体の 圧力P+p [大気圧より] [も大きい 222. 揮発性液体の分子量測定･･･ 解答 (1) 0.8g (2) 圧力:1.0×10Pa 温度 : 77℃ (3)80 解説 この実験の操作① ~ ③ は図のように表される。 ピストンの重みによる圧力が [p 加温 液体試料 の蒸気 P P [大気圧と] |等しい P-p [大気圧より] [も小さい -=28.3g/mol 空気や余分 な蒸気が追 い出される 冷却 湯 (77°C) . 135.33g が等しく 器を水平 の状 w. の液 を求め 0+0.0 気体の PERT V .5×105 モル分率 ある。 Aのモル 圧=全 PA-1.5 PB = 1.5×

(2)の解答は有効数字2桁なのに、(3)の解答は有効数字3桁なのは何故でしょうか。

例題2 気体の溶解度 0℃,1.01 × 10°Pa (標準状態)において, 酸素は1Lの水に 44.8mL溶ける。 次の 各問いに答えよ。 気体定数 : R = 83 × 10°Pa・L/ (K・mol) 原子量:0=16 (1) 0℃, 5.05 ×105Paで, 1Lの水に溶ける酸素は何gか。 (20℃,2.02 × 10Pa で, 1Lの水に溶ける酸素の体積は、その温度と圧力のもと で何mLか。 (3)(2)を標準状態に換算した場合、 何mLになるか。 (4) 0℃で,1Lの水に 1.01 ×105Paの空気が接しているとき, 溶解している酸素は 何gか。 ただし、空気中の窒素と酸素の体積の比を4:1とする。 ポイント 気体の溶解量(物質量または質量) は, その気体の圧力に比例する。 [解説] 0℃,1.01 × 10Pa (標準状態)において, 1Lの水 に溶ける酸素O2 (分子量32) の量は, 44.8 x 10-L 22.4L/mol = 2.00x10-3 mol 質量 : 32 g/mol × 2.00 × 10-mol = 6.4 × 10-2g 物質量: (1) 気体の溶解量(質量) は,圧力に比例するので 5.05 x 105 Pa = 0.32g 1.01 x 105 Pa 6.4 × 10-2g × umika (2) 0℃,2.02 ×105Paにおいて, 1Lの水に溶ける酸素の 物質量は, 2.00×10-3mol× 気体の状態方程式PV=nRT より, nRT P V=- 2.02 x 105 Pa 1.01 × 105 Pa 6.4 x 10-2g × 解答 (1) 0.32g ¥4.00 x 10-3mol したがって, 溶解している酸素の質量は, 202 × 10 Pa≒1.3 × 10-2g 1.01 x 105 Pa 1.01 × 105 Pa 4.00 x 10-3 mol × 8.3 × 10° Pa・L/(K・mol) × 273K 2.02 x 105 Pa (2) 45mL 気体 溶媒 2.02×105 Pa 気体分子 =44.8mL≒45mL 〔別解〕 一定量の溶媒に溶けうる気体の体積は、測定した温度・圧力のもとでは一定である。 したがって,どのような圧力のもとでも、体積は44.8mL≒45mLとなる。 (3) 標準状態に換算するには,温度が一定であることより, ボイルの法則 PiVi = P2V2を用いる｡ V=89.6mL 2.02 x 105 Pa X 44.8mL = 1.01 X 105 Pax V (4) 空気中の酸素の分圧は,体積の比が窒素 酸素=4:1であることから, 1.01 x 10 Pax. = 2.02 ×10^Pa 気体 (3)89.6mL (4) 1.3× 10-2g 3章 溶媒 TR 混合気体での各気体の溶解量は, その気体の分圧で考える。 3章 溶液の性質 25

これらの問題の解説をお願いします。そもそも、酸素原子の数は変わらないのに、なぜ体積が減るのでしょうか？

80 酸素1000 mL中で放電すると、酸素の一部がオゾンになり, 全体の体積が970 mL になった。反応の前後の温度・圧力は等しいものとして,次の各問いに答えよ。 (1) 酸素からオゾンができる変化を化学反応式で書け。他に(主)の存在を考える (2) 上の反応で生成したオゾンは何mLか。 (3) 反応によって減少した酸素は,最初にあった酸素の何%か。

(ウ)で、気体の状態方程式を使った場合と標準状態で計算した場合では答えが少し違いました。(有効数字で無視できない違いです。) 標準状態の時にPV=nRTを使って不正解になることはありますか？

228. 気体の溶解度 次の文中の ( )に適する語句または数値を記入せよ。 水に溶けにくい気体は一般に(ア)の法則にしたがって水に溶ける。0℃で,圧力 が1.0×105 Paの窒素は水1mLに0.024mL溶ける。 したがって, 窒素は, 0℃, 1.0×105Paにおいて 5.0Lの水に(イ) L溶け, このとき溶けた窒素の物質量は、 (ウ) mol となる。 0℃で窒素の圧力を3.0×10Pa にすると 5.0Lの水に (エ) g溶け,その体積は0℃, 3.0×10 Paのもとで (オ)Lを占める。

上の2行まではわかるんですが、その次の計算がわからないです！どのように計算するものなのか詳しく書いてほしいです！お願いします！

CO : 1.0×105 Pax 2 2+3 3 2+3 =4.0×10Pa se = O2 : 1.0×105 Pax =6.0x104Pa 207 気体どうしの反応では,温度・体積が一定であれば,圧 力を物質量と同じように扱って計算できるので,次式の ようになる。 4.0×10 Pa -4.0×10¹ Pa 0 Pa 2CO + O2 (反応前) 6.0×104 Pa (変化量) -2.0×10^Pa (反応後) 4.0 × 104 Pa したがって,燃焼後の気体の圧力は, 4.0×10Pa +4.0×10Pa = 8.0×104Pa 2CO2 0Pa +4.0×10*Pa 4.0×10¹ Pa