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化学 問題Ⅱ
1 次の文章を読んで、設問(1)~(4)に答えよ。
--2
実験室では、
COCO
る。
酸素は空気中に体積比で約21% 存在し、工業的には液体空気の分留で得られる。
塩素酸カリウムと酸化マンガン (NV)の混合物を加熱することで発生さ
Okay +30=
水上置換で集める。このとき、酸化マンガン(Ⅳ)はあ
としてはたらいてい
酸素 O は水にわずかに溶け、次のような溶解平衡が成り立つ。
O2(気)O2aq
KHclc
0007
気相中のOのモル濃度をG [mol/L] 水に溶けているQ』のモル濃度をC[mol/L]
とすると,平衡状態においては次式が成り立つ。 なお、 比例定数 Kは温度が一定なら、
一定の値をとる。
C
D
RT
CEP
RT
容積可変の密閉容器を用い, 温度を常に33℃に保って, 次の実験1.2を行った。
ただし、 気体は理想気体の状態方程式に従うものとし, 33℃における水の飽和蒸気圧
は 5.0 × 10° Pa とする。 また, どの平衡状態でも液体の水が存在し, その体積変化は
無視できるものとする。
【実験1】 0.100molのO2 をこの密閉容器に入れた。 容器内の圧力を1.00 × 10 Pa
にしたところ, 容器内の気体の体積はV[L] になった。 この0の入った容
器に十分な量の水を入れ, 容器内の圧力を1.00 × 10 Pa に保った。 平衡状
態に達したとき, 容器内の気体の体積は0.80V [L]になった。
【実験2】 実験1に続けて, 容器内の圧力が2.00 × 10 Pa になるように圧縮すると.
新たな平衡状態に達した。
設問(1) 下線 ①の反応を化学反応式で記せ。 また, 空欄
適切な語句を記せ。
→あ
にあてはまる最も
よくいい
K=
G
また,気相中の0』の分圧をP [Pa]. 気体定数を R [Pa・L/(K・mol)〕, 絶対温度を
T〔K〕とすると,C は次のように表される。P=GR・T
設問(2) 空欄 い に入る適切な式を K, P, R, Tを用いて記せ。 また, 下線 ②
で示される法則の名称を記せ。
設問 (3) 実験1で, 水に溶けている酸素の物質量は何molか。 有効数字2桁で記せ。
G=
6:上
RT
C=
RT
設問(4) 実験2で 水に溶けている酸素の物質量は何molか。 有効数字2桁で記せ。
また、このときの気体の体積をV'[L] とすると, の値を有効数字2桁で
V'
V
これは温度一定のもとで,一定量の水に溶ける気体の物質量と, 気相中のその気
ヘンリーの法則
体の分圧の関係を示している。
記せ。
