化学についての質問です

質問

息子に化学を教えているのですが、わたくしは疎いものでどうか解答を作成願います。

お手数おかけいたします。

温度27℃、容積6.0Lの密閉容器にメタン0.10molと酸素0.50molの混合気体を入れた。適当な方法で容器内で点火して、メタンを完全に燃焼させたのち、温度を２７℃にした。

燃焼後、温度を２７℃にした時の容器内の圧力（Pa)を、有効数字２桁で求めよ。ただし、２７℃における水の飽和蒸気圧を3.5×10＾3Paとし、液体の水の体積および液体の水に溶ける気体の量は無視できるとする。

お手数おかけしますが、どうかよろしくお願いいたします。

回答No.1

KURUMITO

メタンの燃焼についての化学反応式は次のようになります。
CH4 + 2 O2 →　CO2 + 2 H2O
メタン1molについて2molの酸素が使われることになります。
メタン0.10molについては0.20molの酸素が使われますので燃焼後に残る酸素の量は0.30molとなりますね。
ところでこの酸素が２７℃で、容積が6.0 Lの容器中でどれだけの圧になるかを求める必要があります。
1molの気体が０℃で101325 Paの時に占める体積は22.4 Lとなりますので0.30molの酸素が２７℃で101325　Paの時の体積は次の式で表されます。
0.30 * 22.4 * (273+27)/273 = 7.38 L
6.0 Lの容器中での圧力は
101325 * 7.38 / 6.0 = 125 * 10^3 Pa
一方、水の27℃における飽和蒸気圧は3.5 * 10^3 Paですから容器内での圧力は
(125 + 3.5) * 10^3 = 129 * 10^3 Pa
有効数字が2桁ですから
容器内の圧力は　1.3 * 10^4 Pa となります。

お礼

ありがとうございました。