高校化学「気体の性質」シリンダー内に水を入れたときA
◆問題
シリンダーの中に水を9.0×10-2g入れ、ピストンを固定して体積を8.3L,温度を27℃に保った。液体の体積は無視できるものとして次の問いに答えよ。ただし、27℃における水の蒸気圧を3.6×103Pa、気体定数を8.3×103Pa・L/(K・mol)とする。
(1) シリンダー内の圧力は何Paか?
(2) 温度を27℃に保ったまま、ピストンを押し込んで体積を1/4にしたところ、水蒸気の一部が凝縮した。このとき、凝縮した水は何gか?
(2)の解答はこのページ下に掲載します。
=================== お知らせ ======================
★★★★★★★「AE個別学習室(えまじゅく)」生徒募集!★★★★★★★
★ ★
★ 茨城県水戸市、常陸太田市の個別指導教室 ★
★ 「AE個別学習室(えまじゅく)」では、生徒募集をしています。 ★
★ 対象は小学生・中学生・高校生・浪人生。社会人も歓迎します! ★
★ オンライン授業も好評です!全国の生徒さんに対応可能です。 ★
★ ★
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
えまじゅくでは、経験豊富なプロ講師のマンツーマン授業が受けられます。
授業料が最大で40%引きになる、3人までの同時指導も好評です!
オンラインでも複数人同時指導対応しています。
今年も何人もの生徒さんが、第一志望(以上)の結果を出してくれました。
興味をお持ちの方は、まずは mm@a-ema.com までお問い合わせください。
家庭教師・塾のサイトと連絡先はここ → http://www.a-ema.com/
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
◆解答解説
「気体の状態方程式を用いて圧力を計算して、それが水の蒸気圧より小さければ水は全て蒸発して気体になり、水の蒸気圧よりも大きければ一部が蒸発して残りは液体のままである」という性質を念頭に置いて考えてみましょう。
「水蒸気の一部が凝縮した」とあるので、仮に凝縮しなかった場合は、シリンダー内の気体の圧力が水の蒸気圧を超えてしまう。ということができます。
そして凝縮した結果、水の蒸気圧とシリンダー内の気体の圧力が等しくなった。と考えられます。
だから、「体積が8.3Lの1/4=2.075Lのとき、圧力が3.6×103Paになった」とわかります。
あとは(1)と同様に、PV=nRTに代入して計算ですね!
3.6×103×8.3/4=n×8.3×103×300
両辺の8.3と103を消して、nについて解くと、
n=0.90/300
=3.0×10-3[mol]
これが、気体の水蒸気の物質量です。
つまり、凝縮しなかった水蒸気が3.0×10-3molというわけです。
もともとの水は(1)でも求めたように、5.0×10-3molだから、凝縮した水は差し引き2.0×10-3molとなります。
「何gか?」と聞いているので、グラムに直して、
2.0×10-3×18
=36×10-3
=3.6×10-2[g]
(1)に戻る
◆関連項目
気体の状態方程式
気体の性質まとめ
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
20年以上の実績。全学年、英・数・理をはじめ全教科対応
最高級の指導を提供します!メール添削も好評です!
プロ家庭教師の江間です。 AE個別学習室(えまじゅく)
http://www.a-ema.com/k/ http://www.a-ema.com/j/
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
2023年07月22日
この記事へのコメント
コメントを書く
この記事へのトラックバック
こんなヤツです

年齢:41
職業:プロ家庭教師、AE個別学習室(えまじゅく)代表、翻訳者
ウェブサイトURL:http://www.a-ema.com/
メールアドレス:j@a-ema.com
一言:アプリ、メルマガ、電子書籍提供中です。アマゾンやGooglePlayで「江間淳」で検索!
江間淳の書籍一覧 → http://amzn.to/2m9LTvN