気体の燃焼（閉鎖系）の計算、蒸気圧を使った計算（問題と答え）【化学計算の王道】

※原子量：H=1, O=16
※気体定数：R=8.3×10³〔Pa・L/mol・K〕
※1atm=1.0×10⁵Pa=760mmHg
※①以外は反応の前後で容器の体積は一定である。
※気体は全て理想気体である。
※有効数字は2桁で答えよ。

①20℃, 1.0×10⁵Paにおいて、0.2Lのメタンに1.3Lの酸素を加え、完全に燃焼させた。水を除いた後、20℃, 1.0×10⁵Paに戻したときの体積は何Lになるか。

②容積一定の容器に、等しい物質量の水素と酸素からなる混合気体が、27℃で400mmHg入っている。水素を完全に燃焼させた後、温度を57℃にしたとき、容器内の圧力は何mmHgとなるか。ただし、57℃における水の蒸気圧は130mmHgである。

③27℃で、モル比1：1の酸素と水素の混合気体を、少量の銅触媒とともに1.0Lの反応容器に封入した。その混合気体の圧力は0.90×10⁵Paであった。

1）容器の温度を上げると次の反応が起こり、水が生成する。
2H₂ + O₂ → 2H₂O
温度を327℃に保ちながら、水素の量が半分になるまで反応させたとき、容器内の気体の全圧は何Paになるか。

2）上の反応で水素をすべて反応させたのち、容器の温度を27℃に戻した。このとき、容器内の圧力は何Paか。ただし、27℃における水の飽和蒸気圧は0.040×10⁵Paとする。

④2.0Lの容器に0.010molのメタンと0.040molの酸素を入れ、27℃の恒温槽中に保ち、これに点火して完全燃焼させた。ただし、27℃での水の飽和蒸気圧は3.5×10³Paであり、気体の水への溶解、および水の体積は無視できるものとする。

1）燃焼前の27℃における全圧は何Paか。

2）燃焼後、27℃まで冷えたときの全圧は何Paか。

3）燃焼後、27℃まで冷えたときに凝縮している水の質量は何gか。

☆問題のみはこちら→気体の燃焼（閉鎖系）の計算、蒸気圧を使った計算（問題）

「化学計算の王道」シリーズは『思考訓練の場としての体系化学』(GHS予備校)を参考にしています。
GHS予備校についてはこちら→https://ghs-yobikou.co.jp/
思考訓練シリーズの購入はこちら→https://ghs-yobikou.shop/

～参考～

☆化学計算の王道（化学基礎・理論化学）　←その他の単元の計算問題と解説はこちら