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化学 高校生

化学基礎・気体の圧力の問題です。 説明も合わせて教えていただけると嬉しいです!

間3 図4のように,容器 A と容器BがバルブCをはさんで接続されている装置が ある。容器Aと容器Bの容積は,それぞれ 5.0L と 10.0 L である。 [操作Ⅰ] か ら[操作Ⅲ] を行った。以下の(1)~(5)に答えよ。ただし, すべての気体は理想気体 とし、容器 A,B 以外の部分の容積は無視できるものとする。 圧力計 パイプ 圧力計 容器 A 5.0L バルブ C - TO 容器 B 10.0L パイプ 図 4 [操作I] バルブCを閉じ,真空にした容器Aに体積比1:1のアルゴンとプロ パンの混合気体を充てんした。 27℃における容器 A内の圧力は 3.0 × 10 CHIPCHARS Pa であった。 [操作Ⅱ] 同様に, 真空にした容器Bに酸素を充てんし, 27℃で圧力を測定した。 容器 A と容器 B を27℃に保ちながら, バルブCを開き,気体を混合した。 気体が両容器内に均一に拡散するまで放置した後, 容器 A と容器B内の 圧力を測定したところ 5.0 × 10Pa であった。 [操作Ⅲ] バルブCを閉じ、容器B内のプロパンを完全燃焼させた後,温度を 327℃に保った。 (1)[操作] で, 容器 A内に充てんしたプロパンの物質量 〔mol] を求めよ。 (2) [操作Ⅱ] , 容器 B内に充てんした酸素の物質量 〔mol] を求めよ。 me to (3)[操作Ⅱ] , バルブCを開ける前の容器B内の酸素の圧力 [Pa〕 を求めよ。 (4) 下線部における, プロパンの燃焼の化学反応式を示せ。 (5)[操作Ⅲ] 終了後の容器 B内の圧力 [Pa〕 を求めよ。 ただし、水は水蒸気として存 在すると仮定する。

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この問題のマーカーより上は理解できたのですがマーカーから下がなぜそのような式になるのかわかりません。教えててください🙇‍♀️

1 水銀柱 に相当 と表し D じ # 62 (1) 6.5×10 Pa (2) ①1.4×10-mol ② 1.5×102mol ※① 解説 (1) メタン (分子量16), 空気 (平均分子量 28.8) はそれぞれ 0.32 16 =0.020 (mol), 空気: -=0.40(mol) 空気の体積比はO220%, N2 80%であるから, O2 は 0.080mol, N2 は 0.32molo CH + 2O2 → 0.080 -0.040 0.040 11.52 28.8 CO2 + 2H2O 0 0 +0.020 +0.040 0.020 燃焼前 0.020 変化量 0.020 燃焼後 0 気体の総物質量は 0.040+0.020 +0.040+0.32=0.42(mol) pV=nRT より, px ( 2.00+30.0) = 0.42×8.31×10°× ( 327+273) 2.00 30.0 67+273 17+273 p = 6.5×10^(Pa) (2) H2O 以外の気体は変化しないので, H2O0.040mol についてのみ考 える。 AとB内の H2O の分圧 PH2O は等しく, A内とB内の H2O *24 (気体) の物質量をそれぞれ na, NB (mol) とすると, 物質量の比は次 のようになる。 : N2 0.32 (mol) 0 (mol) 0.040 0.32 (mol) ≒1.5×10 (mol) na: NB= =29:510 (i) A内とB内ともにH2Oがすべて気体として存在すると仮定する と A内の H2Oの分圧 DA は, pax 2.00=0.040x 24 px = 3.04×103 (Pa) B内の H2O の分圧も同じ圧力になるが, 17℃の飽和水蒸気圧 29 29+510 - ×8.31 ×103 × ( 67+273 ) (1.94×10 Pa) を超えるので, 仮定は矛盾している。 B内では液 体の水が存在する。 (ii) 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℃の飽和水蒸気圧で, A内のH2Oの分圧も同じ蒸気圧である。 67℃の飽和水蒸気圧 (2.70×10' Pa) を超えないので, A内はすべ て気体で存在する。 仮定は正しい。 1.94×10²×2.00=nx 8.31×103 × ( 67 +273) na=1.37…×10㎡≒1.4×10-3 (mol) 1510 nB = 1.37×10-3× -=2.40...×102 (mol) 29 液体として存在する水の物質量 n は , n=0.040-na-nB=0.040-1.37×10--2.40×10-2 空気は O2 (分子 (分子量28) が 20 の混合気体で. 分子量 (平均分 32x 20 100 =28.8 n= ・+28× A内とB内に不 ついて DV=nRT RT 気体の物質量 し, Tに反比

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