体積と温度が一定ってなんで分かるんですか？

②体積と温度が一定であるから,気体の状態方程式より, 圧力は物質量に比例する。 C2H4 とH2 を投入した時点での総物質量を n; 〔mol],平衡時の総物質量を ne [mol] とす ると, P e Pi = ne ny (a x)+(α-x) +x 2 a X ...(vi) 2 =1 a + a 2 a

セミナー217です。 （2）の私の解答ではダメですかね？ 模範解答とは違うんですか、この視点からでも気体の状態方程式に当てはまりやすいか言えますかね？？

122 第Ⅲ章 物質の状態 214. 混合気体の圧力 2.0Lの容器Aに, 1.0×10 Paの窒素を, 3.0Lの容器Bに、 5.0×10 Paの酸素を入れて、 容器を連結した。 次に, コックを開いて容器を一定 度に保ち、十分に時間が経過した。 次の各問いに答えよ。 (1) 各気体の分圧はそれぞれ何 Pa になるか。 (2) 混合気体の全圧は何Paになるか。 0 A 2.0L コック B 3.0L 215.平均分子量空気を, 窒素と酸素が体積比 4:1で混合した気体として,次の各問い に有効数字2桁で答えよ。 (1) 空気の平均分子量はいくらか。 (2)10gの空気を 5.0Lの容器に入れ, 27℃に保った。容器内の全圧は何 Pa になるか。 実験論述 216. 水上捕集 図のように,水素を水上置換で捕集し,容 器内の水位と水槽の水位を一致させて体積を測定したとこ ろ, 350mLであった。 また, 温度は27℃, 大気圧は1022 hPa であった。 次の各問いに答えよ。 (1) 下線部のようにする理由を答えよ。 水 (2) か。ただし,27℃での水蒸気圧を 36hPa とする。 捕集した水素の物質量は何mol 「論述 217. 理想気体と実在の気体 次の文中の( )に適語を入れ,下の各問いに答えよ。 気体の状態方程式に完全にあてはまる仮想の気体を(ア)という。一方、実在の気 体は,気体の状態方程式に完全にはあてはまらない。 これは,実在の気体では、(イ) に引力が働き,また,分子自身が(ウ)をもつためである。 (1) 実在の気体が,気体の状態方程式にあてはまるのは,次の①~④のどの条件か。 ① 低温・低圧 ② 低温・高圧 ③高温・低圧 ④ 高温高圧 (2)水素と窒素では,どちらが気体の状態方程式にあてはまりやすいか。理由ととも に答え [グラフ] 18. 実在の気体の状態変化 図は,温度Tと気体の圧力Pの関係を表したものである。 いま、ある気体の一定量をV[L]の容器に入れると①の状態になった。この容器をゆっ くりと冷却すると, T2 [K] で気体の圧力が飽和蒸気圧の 直と同じになった(②の状態)。 その後,さらに, 73[K] で冷却した。 次の各問いに答えよ。 蒸気圧曲線 P₁ 男 P2 コ) この気体の圧力変化は②→③, ②→④のいずれか。 2) T3 [K]での容器内の気体の物質量を記号を用い て表せ。 ただし, 気体定数をRal] [Pa〕 P3 ③

(2)気体の状態方程式を使う理由がわりません (1)で求めた値に22.4をかけてはダメなのでしょうか？

H=1.0 C=12 N=14 0=16 第Ⅲ章 物質の状態 アンモ 基本例題24 気体の溶解度 本 問題 238 239 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。 OES (1) 0℃,5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。 ② 0℃, 5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mL か。 (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 × 106 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 Ho 七例する なる。 ため、 見える また る操作 Ham 税抜 50 + 考え方 ■ 解答 ベンリーの法則を用いる。 (1) 0℃, 1.0×105 Pa におけ ある溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を用い (1) 0℃, 1.0×105 Paで溶ける水素の物質量は, BOM 2.2×10-2L 22.4L/mol -=9.82×10-4mol =4.91×10-3mol=4.9×10-3mol る。 別解 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは, 5.0×105 9.82×10-4molx. 00 1.0×105 (2) 気体の状態方程式 PV =nRT から Vを求める。 4.91×10-3mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×273K =2.2×10-2L=22mL 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下では5.0×10 Pa 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。 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1.0×10 Pa×1/4 = 2.5×105 Pa なので, 溶ける水素の物質量は, 9.82×10-molx (2.5×105/1.0×105) = 2.5×10 - mol

(3)の①についてです。何故全圧からエタノールの分圧の引いて計算しなければいけないのですか？

青は アイ 55. 〈混合気体と蒸気圧> グラフ な [20 センター試験〕 す 挙 温度と容積が調節可能な密閉容器に 0.090molのエタノールと0.110molの窒素のみ を入れ,全圧 p = 1.0×10Pa, 温度 to=77℃ とした。 このとき、この混合物は一様に 気体の状態で、体積は Vo〔L] となった。 この混合気体を圧力一定(1.0×10 Pa) の条件 を保つように, 容積を調節しながらゆっくりと冷却した。 すると, 温度 [℃] まで冷却 したところでエタノールの凝縮が始まった。 次の問いに有効数字2桁で答えよ。 気体はすべて理想気体として扱ってよい。 また, 窒素のエタノールへの溶解は無視できるものとする。 (R=8.31×10°Pa・L/(mol・K)) 10 す 80 6 エタノールの蒸気圧〔×10*Pa] 2 0 0 20 40 60 80 100 温度 [℃] (1)冷却し始めた時の混合気体の体積 Vo [L] の値を答えよ。 (2)温度 [℃] の値を答えよ。 〔22 東北大〕 -氷 察する前に、状況の把握をきち りがないときの温度と圧力はどう 次に、重りをのせたとき 通り

（4）と（5）がわからないので教えてください。 お願いします。

辺の長さLの立方容器内の理想気体に L ついて考える。 ある分子(質量m)の速度 のx成分をひとすると 1回の弾性衝突 によりこの分子がx軸に垂直な壁 W に与 える力積は (1) である。この分子は時 間の間にW と (2) 回衝突するから, この間にWに与える力積は (3) である。 (3)である。 したがって, 容器中の全分子 N 個についての v2 の平均値 vs を用いる と全分子が W に与える力は (4) となる。 また分子運動はどの方 向についても同等であるから, v2 は'の平均値v で書き換えられる。 2 x このようにして圧力P は を用いてP= (5)となる。一方,この 理想気体の状態方程式としてPとTの間には,気体定数R, アボガド ロ定数N を用いて (6)の関係式が成り立つので、分子の運動エネ ルギーの平均値 1/2 muはTを用いて (7) と表せる。 そして、この 理想気体が単原子分子からなるとすると, 内部エネルギーUはTを用 いて U=(8)と表せる。 (北海道大)

(2)の問題、温度一定だからボイルの法則使って式を立てたんですが間違えてしまいました。何が間違ってるか教えてください。

M 図のように、同じ体積Vの容器 A, B が体積の 無視できる細い管でつながれており,管についたコッ クははじめ閉じられている。 容器 Aには圧力 2p, 絶対温度 3T の理想気体が封入されており, 容器 B には圧力 p, 絶対温度Tの同種の理想気体が 封入されている。 A B 2p 3T P T V V (1)容器 A, B が断熱材で囲まれている場合, コックを開いて十分時間が経過した後の容器 A, B 内 の気体の圧力はいくらか。 ART 3 ( P 2 (s)) 冬囲い (2)容器 A, B がそれぞれ, 絶対温度3TとTの大きな熱溜めに接触していて、それぞれの温度が保 たれる場合, コックを開いて十分時間が経過した後の容器 A, B 内の気体の圧力はいくらか。 2pVpV = p.2V 3p=2p'N 3 T 外 5 本当の答え ✓

52のかっこ1と2で かっこ1はなんで引いたらXの質量になるのか かっこ2はなんで原子量で％を割っているのか教えて欲しいです！ 写真の⭕️は無視してください!

窒素 酸素 (4 (6) 1.2×10 Pa 10 混合気体の平均分量 : 12 二酸化炭素 3 [16 愛知工大 改] 52. 〈液体の分子量の測定〉 C, H, Oからなる沸点 56℃の化合物 X について,次の実験 ①~⑦を行った。 下の問 いに答えよ。 H=1.0,C=12,=16, R = 8.31×10°Pa・L/(mol・K) ① アルミ箔, 輪ゴム, フラスコの質量を測ると258.30gであった。 ② フラスコに5mLの化合物X を入れた。 + = b = ±d b -5(6+1)

4でシクロヘキサンが蒸発した後も加熱を続けるのはなぜですか？ またこの実験の誤差を小さくする為の実験の条件や方法などはありますか？

1. 乾いた丸底フラスコ, アルミニウム箔, 輪ゴムの質量 (Wig) を測定する。 2.シクロヘキサン約4mLをフラスコに入れ, アルミニウム箔でふたをし, 輪ゴムで押さ える。アルミニウム箔にシャープペンシルで小さい穴を1ヶ所開ける。 3.1Lビーカーに沸騰石とお湯を入れ, 丸底フラスコを浸し、穏やかに加熱する。 ※丸底フラスコ全体がなるべく浸るように湯量を調節する。 4.シクロヘキサンが完全に蒸発した後, 火力を調節 して温度を一定に保ちつつ、さらに2分間加熱を 温度計 小さな穴をあ -けたアルミニ 続ける。このときの水温(℃) を測定する。 ※箔の穴から蒸気が出ていないこと確認 5. フラスコをビーカーから取り出し, 水で十分に冷 やす。 フラスコの外側の水を完全に拭き取り 室 温に戻す。 6. 室温に戻した後のフラスコの質量 (W2g) を測定 する。 ウムはく -沸騰水 (約800mL) シクロヘキサン このはいったフラ スコ 7. 使用した丸底フラスコを洗い, フラスコの口いっ ぱいまで水をいれ、その体積 (VmL) をメスシ リンダーで測定する。 1 L ・沸騰石 ビーカー 8. 実験室の気圧 (Ppa) を気圧計で測定する。

(2)です 何故気体の状態方程式を使うのですか？ (1)で求めた水素をmlに変える方法ではダメなのでしょうか？

基本例題 丸の溶解度 問題 238 239 水素は,0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に22mL 溶ける。 次の各問いに答えよ。 (1)0℃,5.0×105Paで, 1Lの水に溶ける水素は何molか。 DES アンモニ 性溶賀 列する。 る。 め、湯 見える また、 操作 第Ⅲ章 物質の状態 (2) 0℃ 5.0×10 Paで, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mL か。 (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℃, 1.0×10 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 0℃, 1.0×105 Pa におけ ある溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を用い る。 別解 溶解する気体の体 積は,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。 解答 (1) 0℃,1.0×105 Paで溶ける水素の物質量は, 02.2×10-2L 22.4L/mol =9.82×10-4 mol TES 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは, PFL5.0×105 9.82×10-4molx -=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol 1.0×105 (2) 気体の状態方程式PV=nRTからVを求める。 4.91×10-3mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×273K =2.2×10-2L=22mL 5.0×105 Pa 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1.0×10 Pa×1/4=2.5×105 Pa なので, 溶ける水素の物質量は, 9.82×10-mol × (2.5×105/1.0×105) =2.5×10-mol 50 設カ る。 ev

RT0はP0V0と書いても丸になりますか？

24 0 ふる あ 発展例題28 Vグラフと熱効率 単原子分子からなる理想気体1mol をシリンダー内に密 閉し、図のように,圧力と体積VをA→B→C→D→Aの2 順に変化させた。 Aの絶対温度を To, 気体定数をRとする。 (1)この過程で気体がした仕事の和W'はいくらか。 発展問題 328 BC Do A D (2) AB, およびB→Cの過程で,気体が吸収した熱はそ 0 Vo 2V V 0 れぞれいくらか。 (3)この過程を熱機関とみなし, 有効数字を2桁として熱効率を求めよ。 指針 気体が外部と仕事のやりとりをする 過程は,体積に増減が生じたときであり,B→C, D→Aである。 なお,熱効率は,高温熱源から得 た熱に対する仕事の割合である。 Q1 は,定積モル比熱 「Cv=3R/2」 を用いて Q=nCvAT=1×122×(2T-T)=22RT 3 V B→Cは定圧変化である。 気体が吸収した熱量 TA 解説 (1) DAでは, 気体がする仕事 は負になるので, 整理 W'=2po (2Vo-Vo-po (2Vo-Vo)=poVo (2) B, C, D の温度 TB, Tc, TD は,Aとそれ ぞれボイル・シャルルの法則の式を立てると, povo 2po Vo po Vo 2po.2 Vo = To TB To Tc DoVo To Po.2Vo TD TB=2To, Tc=4To, Tp=2To A→Bは定積変化である。 気体が吸収した熱量 Q2は,定圧モル比熱 「Cp=5R/2」 を用いて Q₂=nC₂4T=1׳R×(4T,−2T₁)=5RT, (3)TcTp, T, Ta から, C→D, D→Aで はいずれも熱を放出している。 したがって, W povo Q1 + Q2 (3RT/2)+5RT 熱効率e は, e= Aにおける気体の状態方程式poV=RT から, e= po Vo 13RT/2 DoVo 13po Vo/2 = 2 13 = 0.153 0.15 327 明照