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点火装置が付いている内容積5lの耐圧容器に

zen********さん

2018/2/2201:24:29

点火装置が付いている内容積5lの耐圧容器に

水素0.1molと酸素0.1molが入れてある。
次の問いに答えなさい。ただし
飽和水蒸気圧は27℃で27mmHg
100℃で760mmHgである。

(1)27℃のとき、水素と酸素の混合気体の
圧力は何atmか。

(2)点火して、容器内の気体を反応させた後、
冷却して27℃にしたところ、容器内に水滴
が生じた。容器内の圧力はいくらか。

(3) (2)の容器の温度を100℃に保ったら水滴は
消えた。このときの容器内の圧力はいくらか。

という問題がわかりません。
お願いいたします

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ktn********さん

2018/2/2209:13:49

(1)
混合気体の圧力を P₁ [atm] とすると、
P₁×5=(0.1+0.1)×0.082×(273+27)
∴ P₁=0.984≒0.98 [atm]

(2)
水素の燃焼の化学反応式は、
2H₂ + O₂ → 2H₂O

水素 0.1 mol と酸素 0.05mol が反応して 水 0.1mol が生成します。
このとき、 酸素は 0.05mol 余ります。

反応後の酸素の分圧を P₂ [atm] とすると、
P₂×5=0.05×0.082×(273+27)
∴ P₂=0.246 [atm]

27℃における飽和水蒸気圧は、
27/760=0.0355 [atm]
より、 容器内の圧力は、
0.246+0.0355=0.281≒0.28 [atm]

(3)
容器内の圧力を P₃ [atm] とすると、
P₃×5=(0.05+0.1)×0.082×(273+100)
∴ P₃=0.917≒0.92 [atm]

となります。

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