問題情報

年度2016年度
試験本試験-化学
問題第1問-問3
単元気体の性質
配点4点
計算問題
難易度普通

正解

② 5.9×10-3

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解説

 水上置換で気体を捕集するとき,必ず水蒸気との混合気体になります。この問題の場合,酸素と水蒸気の混合気体となります。

 混合気体中の成分気体を考えるとき,重要な点が2つあります。

 1つ目は,ドルトンの分圧の法則です。「全圧=成分気体の分圧の総和」ですから,全圧から水蒸気圧を引くことで酸素の分圧を求めることができます。

 2つ目は,混合気体および成分気体について,体積V,気体定数R,絶対温度Tは共通の値だということです。

 まず,酸素の分圧を求めます。
   酸素の分圧 = 全圧 - 水蒸気圧
         = 1.013×105Pa - 3.6×103Pa
         = 1.013×105Pa - 0.036×105Pa
         = 0.977×105Pa

 次に,混合気体中の酸素について,状態方程式を解きます。
   PO2 × VnO2 × R × T
   0.977×105Pa × 0.150L = nO2 × 8.3×103Pa・L/(mol・K) × (27+273)K
   nO2 = 5.88×10-3mol = 5.9×10-3mol

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問題「気体の性質」の問題
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