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化学 高校生

(1)と(2)の解説をお願いしたいです

問1 次の各問いに答えよ。 原子量は、H=1.0、C=120=16 とする。 図に示すように、ピストンにより容積 が変わるシリンダーA がコックのついた 管で容器 B とつながった装置があり、 装 置全体の温度を一定に制御できる恒温槽 に入っている。 シリンダーAには質量a[g]のメタン (気 体)が、容器 B には質量 5a[g]の酸素(気 体) が入っている。 ピストンが初期位置に Cata 16 容器 B シリンダー A コック |ピスト ピストン メタン 酸素 a [g] 5a [g] 管 P あるときコックは閉じており、シリンダーAと容器Bの容積はともに Vo[L]で等しく、温度もともに絶対 温度で To [K] である。このときのシリンダーA内の圧力を PA [Pa] とする。 気体はすべて理想気体とし、 管 の容積は無視できるとする。 (1) ピストンが初期位置にあるとき、 容器B内の圧力 [Pa] をシリンダーA内の圧力 PA を用いて表せ。 (2) ゆっくりとピストンを押し込み、 シリンダーAの容積を Vo/4 [L] とした後に、コックを開けてしば らく放置したところ、 メタンと酸素は反応せず互いに速やかに混合し、 その後装置内部の温度は To で 一様となった。このときの装置内のメタンの分圧 [Pa]を、 PAを用いて表せ。 (3) (2) の操作の後、 ピストンを固定して適切な方法で装置内のメタンを完全に燃焼させた。このときの 化学反応式を記せ。 (4) (3)の後、しばらく放置した後に装置内の温度が再び To となったとき、 容器内に液体の水が存在し た。 このときの装置内の全圧 [Pa] を PA を用いて表せ。 ただし、 温度 To での水の蒸気圧は、 0.10PA と する。 また、水蒸気の凝縮を除いて装置内の気体は水 (液体) へ溶解しないとし、温度変化によるシ リンダーAと容器 B の容積変化、および水 (液体)の体積は無視できるとする。

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化学 高校生

化学の問題教えてください お願いします 写真の(3)、(4)、(5)の問題をそれぞれ途中式も含めて教えてください。 よろしくお願いします

〔注意〕 必要があれば,原子量は次の値を用いよ。 H, 1.00; C, 12.0; N, 14.0%; O, 16.0; Si, 28.0 次の文章を読み, (1)~(5)の問いに答えよ。 気体の質量をw[g], モル質量をM [g/mol] とすれば、その物質量はア [mol]である。気体の圧力 を P〔Pa〕,体積を V〔L〕,温度をT[K],気体定数を R [Pa・L/(K・mol)] とすると,理想気体の状態方程式 よりM=イ [g/mol] が得られる。 つまり、気体の圧力P, 体積V,温度T 質量w を測定すれば,そ の気体の分子量を求めることができる。 以上を踏まえて、常温常圧で液体である純物質Xの分子量を次の 実験から求めた。 小さい穴をあけたアルミニウム箔でふたをした内容積100mL 容器 (図1)を乾燥させ, 室温 (27℃)で質量をはかったところ 49,900gであった。 この容器に約2ml のXを入れ, 容器を図2 のように水に浸して加熱を始めた。 30分加熱すると容器内の液 体が見られなくなり、容器内はXの蒸気で満たされた。 この時 の水温は97℃, 大気圧は1.00 × 105 Paであった。 容器を取り出 して外側に付着した水を乾いた布でよく拭き取り,その容器を室 温 (27℃) まで放冷して再び質量をはかったところ 50.234gであった。 図1 ・小さい穴 -アルミニウム箔 ・内容積100mL の容器 水 図2 Xの蒸気を理想気体とみなし、 気体定数を8.31 × 103 Pa・L/(K・mol) とする。 放冷後に容器内で凝縮した Xの体積は無視できるものとする。 X の蒸気圧は27℃で 0.20×105 Pa, 97℃で2.00×105 Pa である。 (1)空欄とイに適した式を答えよ。 (2) 空気は、窒素と酸素が物質量の比4:1で混合した気体と考えられる。 空気の平均分子量を求め, 小数 第1位まで記せ。 導出過程も記せ。 (3)下線部で物質Xの質量を測定する必要がない理由を50字以内で記せ。 (4) Xの蒸気圧を考慮せずに分子量を求め, 整数値で答えよ。 (5) Xの蒸気圧を考慮して分子量を求め, 整数値で答えよ。 導出過程も記せ。

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