化学の問題解答お願いします。

質問

予備校の宿題なんですが、わかりません。解答お願いします。

2.0Ｌの容器に0.010molのメタンと0.040molの酸素を入れ完全燃焼させた。気体定数は8.3×10の3乗Pa・L/(mol・K),27℃における水蒸気圧は3.6×10の3乗Paであり、溶液の体積、液体への気体の溶解は無視できる。

（１）燃焼後、27℃まで冷えたときの全圧は？

（２）燃焼後、27℃まで冷えたときに凝縮している水の質量は？

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

（１）反応式は
ＣＨ４　＋　２Ｏ２　⇒　ＣＯ２　＋　２Ｈ２Ｏ
ですから、反応後の系内には
メタン：全て消費されるのでゼロ
酸素：０、０２モル（メタンの二倍）消費されるので残りは０，０２モル
二酸化炭素：メタンと等モル生成するので０．０１モル
水：メタンの二倍生成するので０．０２モル
になります。酸素、二酸化炭素のそれぞれについて気体の状態方程式
ｐＶ＝ｎＲＴ　（Ｖ＝２Ｌ、Ｔ＝３００Ｋ）
を用いるとそれぞれの成分の分圧が求められます。全圧は酸素、二酸化炭素、および水の分圧の合計になります。水の分圧は問題文で与えられた３．６＊１０＾３Ｐａです。液化する成分（この場合は水）の分圧は、その温度での飽和蒸気圧を超えることができず、超えた分は液化してしまいます。

（２）
水の分圧３，６＊１０＾３Ｐａ、体積２Ｌ、温度３００Ｋとして気体の状態方程式を使うと水のモル数が出ます。これは気体として存在している水のモル数なので、これを水の生成量（０，０２モル）から引いたものが液化した水のモル数です。

お礼

わかりました！

わかりやすい説明ありがとうございます。
助かりました。