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化学 高校生

(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

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化学 高校生

(5)の解説がわかりにくいです。 直線とエタノールの蒸気圧曲線の交点とは、どういうことでしょうか?

圧力 234 混合気体と蒸気圧 体積を自由に変えることので きるピストン付きのガラス容器に 0.030mol のエタノール 0.020mol の窒素を入れ,圧力を0.050 × 10°Pa,温度を 27℃に保ち、長時間放置した (状態A)。このとき,エタ ノールはすべて気体となっていた。その後,温度を一定に 保ちながら、圧力を徐々に高めていったところ,状態 B でエタノールが凝縮しはじめた。その後,さらに圧力を高 め 0.29 × 105Pa まで圧縮した (状態C)。このとき,容器 内の体積変化は図1のようになった。 0.8 気体はすべて理想気体とし、液体(エタノール) の体積は 無視できるものとする。また、窒素の液体への溶解も無視 蒸 0.6 できるものとする。 エタノールの蒸気圧曲線は図2のよう に変化するものとし, 27℃における飽和蒸気圧は 0.090 圧 0.4 0.2 × 10Pa とする。 また, 気体定数R=8.3×10°Pa・L/(K・ mol) とする。 (1) 状態Aにおける容器内の体積 〔L〕 を有効数字2桁で答 えよ。 S◆ (2) 状態Bにおける容器内の圧力 [ Pa] を有効数字2桁で答えよ。 (3) 状態Bにおいて,体積を固定したままエタノールと窒素のモル分率を変化させたと すると、容器内の圧力はどのように変化すると考えられるか。 次の(ア)~(ク)のグラフか ら一つ選び,記号で答えよ。 ただし, エタノールのモル分率をx, 窒素のモル分率を 1-xとし, 全物質量は変化させないものとする。 また, 温度は27℃に保ったまま とする。 (シ) 57~67℃ nS M 2 X F (オ) 圧力 圧力 (カ) x 圧力 (13) OR 圧力 DELIBAR(10³Pa) 体積 (キ) x 10 気体の性質 143 A 0.05 圧力 圧力 05 B 圧力 図 1 ヘキサン H Natchat co (エ) C 0.29 x 43 T 20 40 60 80 100 温度 [°C] 図2 エタノール (ク) [10Pa] 水 (4) 状態Cにおける容器内の体積 [L] を有効数字2桁で答えよ。 (5) 状態Cから容器内の体積を固定したまま, 温度を徐々に上げた。 容器内の液体がす べて気体に変化する温度は,次の (ケ)~(セ)のどの範囲に含まれるか, 記号で答えよ。 (ケ)27~37℃ (コ) 37~ 47℃ (サ) 47~57℃ (ス) 67~77℃ (セ) 77℃以上 ( 16 北大)

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化学 高校生

赤線の引いてある部分が何を示しているかが分かりません。赤線を含む式はどのようにして考えられているかを教えて頂きたいです💦 よろしくお願いします🙇‍♀

基本例題26 気体の溶解度 問題 228・229 水素は、 0℃ 1.0×105 Pa で, 1Lの水に22mL溶ける。 次の各問いに答えよ。 (1) 0℃, 5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何mol か。 SS (2) 0℃, 5.0×10Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は、その圧力下で何mL か。 C (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃, 1.0×10Pa に保ったとき, 水素は何mol溶けるか。 [231 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 標準状態における溶 解度を物質量に換算する。 度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を 用いる。 溶解する気体の体 は,そのときの圧力下 では,圧力が変わっても 一定である。 (3) 混合気体の場合,気 体の溶解度は各気体の分 圧に比例する。 DOI 解答 (1) 0℃,1.0×105Paで溶ける水素の物質量は, 2.2×10-2L 22.4L/mol -=9.82×10-4 mol ESSERE & ESS 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105Pa では, 105 PAL JOOS 9.82×10-4molx. =4.91×10-3mol=4.9×10-3mol (2) 気体の状態方程式 PV=nRT からVを求める。 1=1V= 4.91×10-3 mol×8.3×103Pa・L/ (K・mol)×273K 5.0×105 Pa 5.0×105 1.0×105 =2.2×10-L=22mL 別解 圧力が5倍になると, 溶ける気体の物質量も5倍にな る。 しかし、この圧力下で溶ける気体の体積は、 ボイルの法 則から 1/5になるので,結局, 同じ体積 22mL になる。 (3) 水素の分圧は1.0×10Pa ×1/4=2.5×105Pa なので,溶 ける水素の物質量は, 8 9.82×10-mol×(2.5×105/1.0×10)=2.5×10-3mol 第Ⅲ章 物質の状態

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化学 高校生

234(4)について質問です。 状態Cにおいて、 エタノールが飽和蒸気圧に達しているので 一部が容器内に、液体として存在していることまでわかります。 解説を見て、 窒素の分圧が2.5Lになることも理解しましたが、 エタノールの分圧の体積(飽和蒸気圧0.090×10∧5分... 続きを読む

力が れに対 式)を 1力は の圧 はた ファ 11 (K) K K 234 混合気体と蒸気圧 体積を自由に変えることので と 0.020mol の窒素を入れ, 圧力を 0.050 × 10°Pa,温度を きるピストン付きのガラス容器に 0.030mol のエタノール 27℃に保ち、 長時間放置した (状態A)。 このとき、 エタ ノールはすべて気体となっていた。 その後、温度を一定に 保ちながら、圧力を徐々に高めていったところ、 状態B でエタノールが凝縮しはじめた。 その後, さらに圧力を高 め , 0.29 × 10Pa まで圧縮した (状態C)。 このとき、容器 内の体積変化は図1のようになった。 0.8 気体はすべて理想気体とし, 液体(エタノール) の体積は 無視できるものとする。また、窒素の液体への溶解も無視 蒸0.6 できるものとする。エタノールの蒸気圧曲線は図2のよう に変化するものとし、27℃における飽和蒸気圧は0.090 0.4 0.2 × 105Pa とする。 また, 気体定数R=8.3×10°Pa・L/ (K・ mol)とする。 (1) 状態Aにおける容器内の体積 〔L〕 を有効数字2桁で答 M 圧 カ BAIR tatal RE 圧 x (イ) (カ) x 男 (ウ) 体積 x 10 気体の性質 - 0.05 (10 Pa) 1 (キ) えよ。 (2) 状態Bにおける容器内の圧力 [Pa] を有効数字2桁で答えよ。 * SO (3) 状態Bにおいて、体積を固定したままエタノールと窒素のモル分率を変化させたと すると、容器内の圧力はどのように変化すると考えられるか。 次の(ア)~(ク)のグラフか ら一つ選び, 記号で答えよ。 ただし、エタノールのモル分率をx, 窒素のモル分率を 1-xとし, 全物質量は変化させないものとする。 また, 温度は27℃に保ったまま とする。 B 圧力 (4) 状態Cにおける容器内の体積 [L] を有効数字2桁で答えよ。 C 0.29 ヘキサン 143 エタノール 図2 (10 Pa) 0 0 20 40 60 80 100 温度 (°C) 61-1866, 201 E 2.0 x 水 (5) 状態Cから容器内の体積を固定したまま, 温度を徐々に上げた。 容器内の液体か べて気体に変化する温度は,次の (ケ)~(セ) のどの範囲に含まれるか, 記号で答えよ。 (ケ) 27~37℃ (コ) 37~47℃ (サ) 47~57℃ (シ) 57~67℃ (ス) 67~77℃ (セ) 77℃以上 (16 1

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