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2.5×10 Pa の酸素の入った3.0Lの容器と,同じ温度で1.5×105 Paの
水素の入った 2.0Lの容器がある。
(1)この2つの容器をつなぎ, コックを開いて十分 3.0L,
2.0L,
2.5×10Pa,
1.5×10 Pa.)
O2
コック
H2
長い時間同じ温度に保ったときの酸素の分圧と
混合気体の全圧は,それぞれ何 Pa か。
(2) (1)の混合後の気体に点火し水素を完全に反応させた後, 反応前と同じ温度にし
たときの容器内の圧力は何 Paか。 ただし, 生成した水はすべて液体であると
し 液体の水の体積および水蒸気圧は考えないものとする。
指針 (1) 酸素だけが両方の容器に拡散したときに示す圧力が酸素の分圧, 水素だけが両方
の容器に拡散したときの圧力が水素の分圧であり, 全圧=分圧の和 である。
→
(2)2Hz +O2 2H2O の反応が起こる。 気体どう
-
分圧の比=物質量の比
•
しの反応では, 体積 温度が一定であれば, 分圧を
(体積・温度一定)
物質量と同じように扱って計算できる。
解答 (1) ボイルの法則 pV=V2 より
酸素と水素の分圧を A [Pa], pp [Pa] とすると,
[酸素] 2.5×10Pa×3.0L =
pa=1.5×10 Pa答
[Pa] ×(3.0+2.0)L
[水素] 1.5×10Pax2.0L=B [Pa] ×(3.0+2.0)L
pp=6.0×10 Pa
[全体] p [Pa]+pp [Pa]=1.5×105 Pa+6.0×10Pa=2.1×10Pa答
(2)
(反応前)
2 H₂
6.0×104
+
02
1.5×105
(変化量)
(反応後)
- 6.0×10^
- 3.0 × 104
0
1.2×105
2H2O(液)
(Pa)
(Pa)
(Pa) 答 1.2×10 Pa
