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】

☆答えはこちら→気体の燃焼(閉鎖系)の計算、蒸気圧を使った計算(問題と答え)

☆解説授業①:気体の燃焼(閉鎖系)の計算(気液平衡とは何か、飽和蒸気圧の使い方、液体が存在するかどうかの判断の方法についても解説しています)

☆解説授業②:気体の燃焼後に生じる水の質量を求める問題の解法


※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。


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【解説授業】

気体の燃焼(閉鎖系)の計算(気液平衡とは何か、飽和蒸気圧の使い方、液体が存在するかどうかの判断の方法についても解説しています)

気体の燃焼後に生じる水の質量を求める問題の解法

【その他参考になる解説】

気体の性質は気体分子で考えることで理解しやすくなります解説動画(気体の圧力、混合気体、ドルトンの分圧の法則、気体の運動エネルギー、気体の内部エネルギー、ボイルの法則、シャルルの法則、気液平衡、飽和蒸気圧)

気体の燃焼(開放系)の計算(化学反応式を使った計算の仕方、燃焼の化学反応式の作り方についても解説しています)

気体の燃焼(開放系)の計算の応用問題(複雑に見える問題でも1つの方程式にすることができます)


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~参考~

気体の燃焼(開放系)の計算

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