高Ｉ科学/気体の分子量/密度に関する問題

質問

高校Ｉの化学での問題で気体の分子量の分野の中の
一つの問題なのですが、求め方が正しいかどうかと
答えの出し方がわからない問題があり、お聞きしたいと思います。お時間があれば、回答をしてもらえると助かります。
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問題：空気をＮ2とＯ2の体積比が4：1の混合気体として、次の問に答えよ。Ｎ＝14.0　Ｏ＝16.0とする。
(1)空気の平均分子量（みかけの分子量）を求めよ。
(2)空気の標準状態での密度は何g/lか。
　　(密度[g/l]=質量[g]/体積[l])
(3)Ｈ2Ｏが気体の時、空気より軽いか、重いか。
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(1)については　（Ｎの分子量＋Ｏの分子量）/（4+1）
と考え、　　　　(4*16.0*2 + 1*16.0*2)/5=28.8
というような値が出たのですが、このような求め方でよいのでしょうか。
(2)については答えの出し方も分からず、困っています。
(3)についても(2)の答えを求めないと出てこないと考えています。

回答にはお手数かけるかと思いますが、
どうかよろしくお願いします。

回答No.3

2001HAL · ベストアンサー

高校Iの化学での、この問題のポイントは・・・
(1)気体はどのような分子であっても、標準状態で１モル分子量の占める容積が２２．４Lである。
(2)空気のような（N2分子とO2分子の）混合気体は、その平均分子量（見かけの分子量）であたかも「空気」分子の様に取り扱える（計算できる）。
です。
（1）はANo.2の方と同じように計算してね！
（2）は
　　「空気」1モル＝22.4L＝28.8ｇ
　　28.8ｇ/22.4L＝1.29ｇ/L
（3）は１モルの容積は同じだから分子量の大小で比較して「H2O」が軽い。
　　「H2O」１モル＝22.4L＝（2×1＋16）＝18ｇ
　　18ｇ/22.4L＝0.80ｇ/L
ではでは

お礼

答えてくださりありがとうございます。
考え方から、計算の仕方まで答えてくださって
大変助かりました。
今一度、自分でもよく確認して、
次からは解けるようにしたいと思います。
ご丁寧な解説を書いてくださり、
ありがとうございました。

回答No.2

wolgangel

お答え申し上げますよ。
(1)は惜しいんだけど間違ってますよ。
（Ｎの分子量＋Ｏの分子量）/（4+1）
=(4*14*2 + 1*16*2)/5=28.8
答えはあってるからまた不思議。
(2)状態方程式でpV=nRTは気体の密度をd、分子量をMとすればpM=dRTとなるので、d=pM/RTこれにp=1.0,Mは(1)で求めたもの、R=0.082,T=273を代入すれば出ます。。
(3)はそれらを使ってくださいね♪

お礼

答えてくださりありがとうございます。
(1)で自分の考えた求め方で、一部間違って書いてしまい
申し訳なかったです。
(2)の状態方程式はまだよく理解していないので、
よく確認しておきたいと思います。
丁寧な回答をくださり、ありがとうございました。

回答No.1

shinkun0114

(2)について、標準状態の気体は１モルが22.4Lだったと思いますが、
　そういう定義は習いませんでしたか？

(3)については、(2)が解けなくても(1)と同様に算出できます。
　分子量を求めて、(1)と比較するだけですよ。

お礼

答えていただきありがとうございます。
期待が標準状態の時、1mol=22.4Lというのは習ったのですが、それをどのように使うかがわからなかったのです。
(3)については具体的な計算方法などを教えてほしいです。