第2問 次の問い (問1 問2) に答えよ。 (配点 20 )
問1 次の図1のような装置を用いて, ガスボンベに入った気体をメスシリンダー
に水上置換で捕集する実験1,2を行った。 ただし, 実験時の温度は一定であ
り、気体の体積の測定は、 図2のようにメスシリンダー内の気体の圧力を大気
圧に等しくするために, メスシリンダー内の水面と水槽の水面を一致させて
行った。
メスシリンダー
ガスボンベ
メスシリンダー
大気圧
[内の圧力
水槽
図 1
図2
M
28
125
実験1: ガスボンベから窒素をw 〔g] 捕集すると体積がv 〔mL〕 になった。
実験2: ガスボンベから気体Xをw2 〔g〕 捕集すると, 体積が2〔mL〕になっ
た。
as
mol
M
F
28 mol
また、アボガドロの法則より, 同温同圧 同体積中には同じ数 (同物質量)
の気体分子が存在する。 よって, 同温・同圧下では,気体の分子量は密度に比
例する。 たとえば,分子量がMの気体はモル質量 M [g/mol] で, 0℃,
1.013 × 10°Pa (標準状態)での気体のモル体積は22.4L/mol なので,気体の
.M [g/mol]
M
〔g/L] と表され,気体の分子量は密度に比例する
22.4 L/mol 22.4
ことがわかる。
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