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化学 高校生

化学の問題がわかりません💦 解説をお願いしたいです 問題は全部で6問ありますが、一部わかるものから解説をお願いしたいです。

可動式の栓 一定の温度Tおよび一定の大気 圧 P。のもとで次の実験を行った。 図に示すような可動式の栓を付 けた容器に十分な量の水と,ある 一定量の貴ガスを封入し, 気液平 衡に達するまで静置した。 このとき,容器内の気体の体積は Vであった(状態 A)。 この栓の上におもりをのせ, ふたたび気液平衡に達するまで静置したところ, 容器内の 気体の体積はV』に変化した(状態 B)。 次に,状態A の水を, ある不揮発性の溶質を少量溶解させた十分な量の水溶液に交換 し、気液平衡に達するまで静置した。このとき, 容器内の気体の体積はV。となった(状 x10° Pa の水蒸気か こ対して以下に示す おもり 王を 0.170×10 Pa, 「ルゴンはすべての 気体 (体積VA) 気体 (体積 Va) 気体 (体積V) つ圧力の間にはドル ーる。また,気体ア 水 水 水溶液 状態A 状態B 状態C 半分を -3℃に保態 C。ただし, 貴ガスの物質量は状態 A と等しいものとする。また,状態Cにおける水 溶液の蒸気圧 p,温度Tにおける水の飽和蒸気圧 p および溶質のモル分率x の間には, p=(1-x)p。の関係があるとする。ここで溶質のモル分率とは, (溶質の物質量)-(溶質と溶媒の物質量の合計)として定義される。 貴ガスや水蒸気は理想気体の状態方程式に従うものとし, 貴ガスの水への溶解は無視で In きるものとする。気体定数はRとする。 また, 栓の質量は無視できるものとする。 07x10) Pa |問1 状態Aにおいて, 容器内に気体として存在する水の物質量を Por Va, R, Tを用 いて表せ。 問2 状態Aにおいて, 封入した貴ガスの物質量を Pon Por Var R, Tを用いて表せ。 S60r08] Pa 問3 状態Bにおいて, 容器内に気体として存在する水の分圧は, 状態 A における水の 分圧より小さいか, 大きいか, 同じか。また,その理由を30字以内で答えよ。 一 )理由 177×10)Pa 問4 状態Bにおいて, 貴ガスの分圧をPon Por Va, Vaを用いて表せ。 するアルゴンの 問5 状態Cにおいて, 容器内に気体として存在する水の物質量を p Vo R, T, xを 用いて表せ。 2:17) 問6 状態Cにおいて, 容器内の気体の体積V。を Pn Po, Va. xを用いて表せ。また, 容器内の気体の体積V。と VAの大小関係を,不等号を用いて答えよ。 Vc=| 一 ]Pa 宿イ

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化学 高校生

化学の問題がわかりません💦 解説をお願いしたいです 問題は全部で6問ありますが、一部わかるものから解説をお願いしたいです。

可動式の栓 一定の温度Tおよび一定の大気 圧 P。のもとで次の実験を行った。 図に示すような可動式の栓を付 けた容器に十分な量の水と,ある 一定量の貴ガスを封入し, 気液平 衡に達するまで静置した。 このとき,容器内の気体の体積は Vであった(状態 A)。 この栓の上におもりをのせ, ふたたび気液平衡に達するまで静置したところ, 容器内の 気体の体積はV』に変化した(状態 B)。 次に,状態A の水を, ある不揮発性の溶質を少量溶解させた十分な量の水溶液に交換 し、気液平衡に達するまで静置した。このとき, 容器内の気体の体積はV。となった(状 x10° Pa の水蒸気か こ対して以下に示す おもり 王を 0.170×10 Pa, 「ルゴンはすべての 気体 (体積VA) 気体 (体積 Va) 気体 (体積V) つ圧力の間にはドル ーる。また,気体ア 水 水 水溶液 状態A 状態B 状態C 半分を -3℃に保態 C。ただし, 貴ガスの物質量は状態 A と等しいものとする。また,状態Cにおける水 溶液の蒸気圧 p,温度Tにおける水の飽和蒸気圧 p および溶質のモル分率x の間には, p=(1-x)p。の関係があるとする。ここで溶質のモル分率とは, (溶質の物質量)-(溶質と溶媒の物質量の合計)として定義される。 貴ガスや水蒸気は理想気体の状態方程式に従うものとし, 貴ガスの水への溶解は無視で In きるものとする。気体定数はRとする。 また, 栓の質量は無視できるものとする。 07x10) Pa |問1 状態Aにおいて, 容器内に気体として存在する水の物質量を Por Va, R, Tを用 いて表せ。 問2 状態Aにおいて, 封入した貴ガスの物質量を Pon Por Var R, Tを用いて表せ。 S60r08] Pa 問3 状態Bにおいて, 容器内に気体として存在する水の分圧は, 状態 A における水の 分圧より小さいか, 大きいか, 同じか。また,その理由を30字以内で答えよ。 一 )理由 177×10)Pa 問4 状態Bにおいて, 貴ガスの分圧をPon Por Va, Vaを用いて表せ。 するアルゴンの 問5 状態Cにおいて, 容器内に気体として存在する水の物質量を p Vo R, T, xを 用いて表せ。 2:17) 問6 状態Cにおいて, 容器内の気体の体積V。を Pn Po, Va. xを用いて表せ。また, 容器内の気体の体積V。と VAの大小関係を,不等号を用いて答えよ。 Vc=| 一 ]Pa 宿イ

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化学 大学生・専門学校生・社会人

解答が欲しいです。

[1] 1.013×10° Paのもとで、1mol のある気体を、 温度をT,Kから T2Kへ上昇させたと きのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 ただし、その気体の定圧モル熱容 量は次式(Tは温度(K)、 a、 b、 cは定数)で表せるとし、 また気体定数はRJK! mol-! とする。 Cp=a+bT+cT-2 JK-' mol- [2] 1.013×10° Paのもとで、 ある結晶1 mol が融点TKで完全に融解するときにgJの 発熱が観測されたという。 このときのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 [3] 1 mol の理想気体が、状態1 (温度 Ti K、 体積1i m') から状態2 (温度 72 K、 体 積2 m')へ膨張するときのエントロピー変化を求めよ。定積モル比熱は CvJK' mol'! で定数、また気体定数はRJK'mol'' とする。 ヒント:定温過程と定積過程の2段階に分けて考える。 [4] 初期状態において温度T,でnmolの理想気体を、①可逆定温膨張、②可逆断熱膨張、 の不可逆断熱自由膨張、 の3通りの過程で体積を iから 12へ増加させた。それぞれの 過程に対して、系が得る熱と系のエントロピー変化について、 詳しい結果の導出と併せ て説明せよ。ただし、 気体定数は Rとする。また、縦軸を圧力、横軸を体積として、上 記のそれぞれの過程に対する変化を図示するとともに、 その理由を説明せよ。

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化学 高校生

なんでpは一定って分かるんですか?

62 (1) 6.5×10* Pa (2) 0 1.4×10-mol ② 1.5×10-?mol 空気は O(分子量 32)と N。 (分子量28)が20 : 80 (体積比) の混合気体で、そのみかけの 分子量(平均分子量)は、 イ※の 解説(1)メタン(分子量16), 空気(平均分子量 28.8)はそれぞれ メタン:0.32 16 =0.020(mol),空気: 11.52 =0.40 (mol) 28.8 空気の体積比はO. 20%, N: 80%であるから, O: は 0.080mol, Naは0.32mol。 80 |20 32× 100 CH』+ 20。 +28× CO, + 2H,O N』 100 燃焼前 0.020 0.080 0 0 0.32(mol) =28.8 変化量 -0.020 -0.040 +0.020 +0.040 0 (mol) 燃焼後 0 0.040 0.020 0.040 0.32 (mol) 気体の総物質量は 0.040+0.020+0.040+0.32=0.42(mol) pV=nRT より, pe×(2.00+30.0)=0.42×8.31×10°×(327+273) pを=6.5×10*(Pa) (2) H.O 以外の気体は変化しないので, H:O0.040mol についてのみ考 える。A内とB内の H:O の分圧Duo は等しく, A内とB内の H.O (気体)の物質量をそれぞれれA, ng (mol) とすると, 物質量の比は* のようになる。 ※の A内とB内に存在する気体に ついて 2.00 67+273 30.0 17+273 (i) A内とB内ともに H.Oがすべて気体として存在すると仮定する nA:n=- -=29:510 のV=nRT より DV n= (○は一定) RT 気体の物質量nは, V に比例 し、Tに反比例する。 と,A内の H.Oの分圧 pA は, 29 pA×2.00=0.040× 29+510 -×8.31×10°×(67+273) p=3.04×10°(Pa) B内の H.O の分圧も同じ圧力になるが, 17'Cの飽和水蒸気圧 (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。 () 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"Cの飽和水蒸気圧で, A内のH,Oの分圧も同じ蒸気圧である。 67°C 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。 1.94×10°×2.00ーカA×8.31×10°×(67+273) nA=1.37…×10-年1.4×10 (mol) ョ=1.37×10-x210 -2.40…×10-2(mol) 29 液体として存在する水の物質量 ng は、 a=0,040-nーnョ=0.040-1.37×10~3-2.40×10- 1.5×10(mol)

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