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化学でわからないところがあります

0℃、1.01×10^5Paで一酸化炭素30Lと酸素30Lとが混合されている これを適当な方法で燃焼させ、一酸化炭素が完全に二酸化炭素に変わったとして問いに答えよ 2CO+O2→2CO2 60Lの容器内で燃焼させた後容器内の圧力は0℃で何Paとなるか 答えは 反応後1.01×10^5Paで酸素が15L、二酸化炭素が30Lのあわせて45L残っている それが60Lの容器に存在しているのでボイルの法則より 1.01×10^5Pa×45=p×60で p=7.58×10^4Paでした 私は反応後に体積が変わっているのになぜ1.01×10^5Paの圧力でよいのかわかりません どうか教えてください

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  • 化学
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>Pa反応前後とも【0℃、1.01×10^5】だから気体混合物の体積が45Lになるんですね                  ^^^^^^^^^^ >もし反応後の圧力を変えてしまったら45Lにならない >だから反応後も1.01×10^5Paということになるということですよね     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  違います。 アボガドロの法則  「同一圧力、同一温度、同一体積のすべての種類の気体には同じ数の分子が含まれる」  を  「気体の体積は、同一圧力、同一温度なら分子数(物質量)に比例する」と言う形で利用しているのです。アボガドロの法則から物質量をいちいち求めなくてもよいので、物質量を求める過程を無視しているといってもよいでしょう。 利用しているだけで >Pa反応前後とも【0℃、1.01×10^5】としたら気体混合物の体積が45Lになる                  ^^^^^^^^^^ >もし反応後の体積を変えなかったら、圧力が変わる    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ >だから、体積が一定なら0.758×10^4Paになるということです

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ありがとうございます  理解できました

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  • 回答No.3
  • htms42
  • ベストアンサー率47% (1120/2361)

>反応後1.01×10^5Paで酸素が15L、二酸化炭素が30Lのあわせて45L残っている 私が採点者であればこの解答はアウトにします。 解答の方針として (1)外圧一定(1気圧のまま)として反応後の体積を求める、 (2)体積を60Lにすると圧力はいくらになるかを求める という道筋が想定されています。 これは問題文には指定されていないことですから解答者が解答の中に書かなくてはいけない内容です。 「酸素が15L,二酸化炭素が30L残っている」という表現も正しくはありません。 >0℃、1.01×10^5Paで一酸化炭素30Lと酸素30Lとが混合されている の場合は 0℃、1.01×10^5Paで30Lの一酸化炭素と 0℃、1.01×10^5Paで30Lの酸素とを 混合したという意味に解釈することができますが燃焼後については混ざってしまっていますから「酸素が15L,二酸化炭素が30L残っている」とは言えないのです。 反応の前後の物質量をもとめて状態方程式を使って体積をもとめることになります。 式を実際に計算しなくても温度、圧力が変わらないのですから約せる部分が多いです。 でも約することができるからと言って分圧の表現の中の成分元素の体積にそうとうする部分をそのまま使っていいということにはなりません。 アルバイトの学生が書いた解答ではないでしょうか。

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回答ありがとうございます

  • 回答No.2

ここでは気体反応の法則と、アボガドロの法則をつかいますから・・ すべての条件を【0℃、1.01×10^5Pa】という温度と圧力とすると >一酸化炭素30Lと酸素30Lとが混合されている >2CO+O₂ → 2CO₂  2容積 1容積 2容積  から一酸化炭素30Lと酸素15Lが消費されて、30Lの二酸化炭素ができる。15Lの酸素はそのまま残るので  30+30-30-15+30=45(L)  すなわち、反応前後とも【0℃、1.01×10^5Pa】なら、その気体混合物の体積は45Lですね。       ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^アボガドロの法則  その後で、体積が一定なので、圧力が変わるはずなので計算します。  気体の圧力は体積に反比例(P/V = P'/V')しますから  P'=1.01*45/60 = 0.758  

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます >Pa反応前後とも【0℃、1.01×10^5】なら、その気体混合物の体積は45Lですね。 Pa反応前後とも【0℃、1.01×10^5】だから気体混合物の体積が45Lになるんですね もし反応後の圧力を変えてしまったら45Lにならない だから反応後も1.01×10^5Paということになるということですよね

  • 回答No.1
  • Saturn5
  • ベストアンサー率45% (2270/4952)

>私は反応後に体積が変わっているのになぜ1.01×10^5Paの圧力で よいのかわかりません おっしゃる通りです。 解答の意味は1.01×10^5Paの圧力(標準状態)で測定したならば O2が15L、CO2が30Lになるということでしょう。 体積は温度、圧力で変化しますので、温度と圧力を併記しないと 意味が無いのです。

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