高校化学
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5分で解ける!水上置換と蒸気圧に関する問題

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5分で解ける!水上置換と蒸気圧に関する問題

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この動画の問題と解説

練習
一緒に解いてみよう

高校化学 物質の状態と平衡16 練習 答えなし

解説
これでわかる!

練習の解説授業

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では、練習問題を解いていきましょう。

高校化学 物質の状態と平衡16 練習 答えなし

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練習問題は、水上置換に関する計算問題です。
最初に問題の内容を読みとっていきます。

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この問題では、水上置換で水素を集めています。
発生した水素の物質量を求める問題なので、水素について 気体の状態方程式 を立てていきましょう。

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そのためには、 水素の圧力 を求める必要があります。
ただし、試験管の中の気体は、水素と水蒸気の混合気体になっています。
この点に注意して、 水素の分圧 を求めましょう。

ドルトンの分圧の法則は、P=PA+PB

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分圧という言葉が出てきたら、 ドルトンの分圧の法則 を思い出しましょう。
  P=PA+PB

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今回の問題の場合は、次のようになります。
  P=PH2O+PH2
この式の意味は、 「全圧Pが分圧PH2O+分圧PH2に等しい」 ということです。
そして、全圧Pは、大気圧とつりあっています。
整理すると、次のようになります。
 P=1.038×105Pa
 PH2O=3.6×103Pa
 PH2=1.038×105-3.6×103=1.002×105
よって、水素の分圧は、 1.002×105Pa となります。

気体の状態方程式は、PV=nRT

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あとは、水素について、気体の状態方程式を立てましょう。
代入する式は次の通りです。
  PV=nRT

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情報を整理しましょう。
 P=1.002×105Pa
 V=830mL=8.3L
 n=n mol
 R=8.3×103Pa・L/(K・mol)
 T=300K

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あとは、この数値を式に代入しましょう。
 1.002×105×8.3=n×8.3×103×300
 n≒3.3×10-2
よって、答えは、 3.3×10-2mol となります。

高校化学 物質の状態と平衡16 練習 答えあり
水上置換と蒸気圧
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      物質の状態と平衡

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          気体の性質

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