高校化学の問題

質問

水素を水上置換で捕集した。２７℃、1.01×10の５乗Paの大気圧のもとで得られた水素の体積は350ｍｌであった。捕集した水素の物質量（mol)はいくらか。ただし27℃における水上気圧は3.56×１０の3乗Pa気体定数は8.3J/(K・mol)とする。

５０ｇの硫酸銅（II）五水和物CuSO4・５Ｈ２Ｏを水350ｇに溶かすと硫酸銅（II）の水溶液となりその密度は1.05ｇ/ｃｍ３であった。この水溶液の質量パーセント濃度とモル濃度をもとめよ。

メタノール（液）を完全燃焼させたところ、水（液）７．２ｇが生成した。このとき発生した熱量は何kjか。
生成熱については以下を用いよ。
Ｈ２Ｏ（液）242(kj/mol)
Ｈ２ｏ（気）286(kj/mol)
ＣＯ（気）111(kj/mol)
ＣＯ２（気）394(kj/mol)
ＣＨ３ＯＨ（液）222(kj/mol)
答えは順に1.4×１０マイナス二乗　８．００％　０．５２５mol/L　１４８．８kj/mol
なんですがそんなに難しい問題ではないといわれたんですがあまり勉強していなかったので自分で調べようにも計算式がわからなかったりどの分野のどの問題を解ければできるのかがわからず進めません。よければ解き方等々教えていただけないでしょうかよろしくお願いいたします。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

一問目
　２７℃での水の蒸気圧が３．５６＊１０＾３Ｐａですよね。これは、補修した３５０ｍｌの気体のうち、３５０＊３．５６＊１０＾３／１．０１＊１０＾５　ｍｌは水蒸気だということです。従って残りの
３５０＊（１－３．５６＊１０＾３／１．０１＊１０＾５）　ｍｌは水素だということです。
　あとは気体の状態方程式
ｐｖ＝ｎＲＴ　から　ｎ＝ｐｖ／ＲＴ　に数値を代入すればモル数が出ます。

二問目
　ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏの式量は２５０で、そのうち１８＊５＝９０は水です。従って５０
ｇのＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏに含まれる水は５０／２５０＊９０＝１８ｇ、ＣｕＳＯ４は３２ｇです。よってこれを３５０ｇの水に溶かした溶液は３２ｇのＣｕＳＯ４と３６８ｇの水からなります。
　質量％濃度は溶質の質量／溶液の質量＊１００＝３２／４００＊１００

　また、この水溶液の体積は４００／１０００／１．０５　（Ｌ）です。３２ｇのＣｕＳＯ４は０．２モルなので、モル濃度は　０．２／（４００／１０００／１．０５）　（ｍｏｌ／Ｌ）　です。

三問目
　生成熱の値に対応する熱化学式は
　　Ｈ２＋０．５Ｏ２　＝　Ｈ２Ｏ（液）　＋２４２　（ｋｊ）・・・（１）
　　Ｃ＋Ｏ２　＝　ＣＯ２（気）　＋３９４　（ｋｊ）　　　　・・・（２）
　　Ｃ＋０．５Ｏ２＋２Ｈ２　＝　ＣＨ３ＯＨ　＋２２２　（ｋｊ）　・・・（３）
これらを足したり引いたりしてメタノールの燃焼の式にすればいいわけです。

（１）の二倍　２Ｈ２＋Ｏ２　＝　２Ｈ２Ｏ（液）　＋４８４　（ｋｊ）　
（２）　　　　Ｃ＋Ｏ２　＝　ＣＯ２（気）　＋３９４　（ｋｊ）
（３）の逆　　ＣＨ３ＯＨ＝Ｃ＋０．５Ｏ２＋２Ｈ２　ー２２２　（ｋｊ）
これらを加えると
　ＣＨ３ＯＨ＋１．５Ｏ２＝ＣＯ２　＋２Ｈ２Ｏ　＋６５６　（ｋｊ）
これより、水が２モル（３６ｇ）生成した時に６５６ｋｊの熱が発生するので、水が７．２ｇだと６５６＊０．２＝１３１．２ｋｊの熱が発生します。答えと合っていないのですが、どこか写し間違いはありませんか？例えば上記の（１）の式で２４２ｋｊではなく２８６ｋｊとすると答えと合うのですが・・・。

お礼

ありがとうございました。解決することができました。

回答No.2

htms42

ｗｉｋｉで燃焼熱を調べてみました。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%87%83%E7%84%BC%E7%86%B1

Ｈ２　　　２８６ｋＪ／ｍｏｌ
ＣＨ３ＯＨ　　　７２６ｋＪ／ｍｏｌ
と載っています。燃焼によって生じる水が液体の場合です。

Ｈ２の燃焼熱はＨ２Ｏの生成熱に等しいですから
２８６ｋＪ／ｍｏｌという数字はＨ２Ｏ（液）の生成熱です。
Ｈ２Ｏ（気）の生成熱はＨ２Ｏ（液）の生成熱よりも大きいはずですから
２４２ｋＪ／ｍｏｌという数字はＨ２Ｏ（気）の生成熱でしょう。
この差４４ｋＪ／ｍｏｌは気化熱に相当する分です。