連結容器気体圧力、燃焼後気体圧力の問題
2015年1月11日 19時46分
問1
a
状態方程式で各物質量を計算してもいいのですが、
CH4とO2を同一体積にした時の圧力で比較、又は
CH4とO2を同一圧力にした時の体積で比較、という手があります。計算早いです!
どちらも物質量の比が求められます。
では、CH4とO2を同一圧力3×105Paにした時の体積で考えてみましょう。
CH4は1L、O2は3Lですね。
ということは、CH4(mol): O2(mol)= 1 : 3 となります。いいでしょうか?
答[1]②
b
CH4の体積は2Lから5Lになったので、圧力は2/5 倍になります。
1.5×105Pa × (2/5) = 6×104Pa
答[2]③
c
CH4燃焼の反応式を書き、分圧(Pa)を記入してみましょう。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
反応前 6×104 18×104
反応分 -6×104 -12×104 +6×104 +12×104
反応後 6×104 6×104 12×104
ここで、生じたH2Oについて考えてみましょう。(重要ポイントです!)
12×104Paとなっていますね? これは飽和水蒸気圧 3.6×103Pa を超えています。
このことから水蒸気は飽和状態で、この時の水蒸気圧は3.6×103Paだ ということです。
よって反応後の全圧は、
6×104 + 6×104 + 0.36×104 = 12.36×104 ≒ 1.24×105Pa
答[3]③