講師コラム
ラ・サール五稜郭高田！
こんにちは！ヽ(^0^)ノ 頑張って医攻化！4回目を迎えました！！
4回目も元気を出していきましょう！ ブログのほうもたくさんの方にご覧になっていただいているようで、嬉しい限りです。
8月も残すところあと少しです！ この夏の頑張りが、秋からの飛躍につながることを信じて、がんばっていきましょう！！
今回は東邦大学医学部の入試問題をとりあげます！
それでは元気を出して医攻化！！＾＾
容積2.0 ℓの閉じた容器の中に、127℃, 1.1×105 Paのプロパンが入っている。この中に16 gの酸素を注入した。次の問いに有効数字2桁で答えよ。
(1) 容器内の圧力[Pa]はいくらか。ただし、温度は127℃とする。
(2) 容器内の気体に点火して完全に燃焼させた。燃焼後、プロパンと酸素のうちどちらがどれだけ残っているか。分子式および物質量で答えよ。
(3) 燃焼後、容器内の物質が全て気体になっているとして、容器内の圧力[Pa]はいくらか。ただし、温度は127℃とする。
(4) 容器を室温(27℃)にし、完全に乾燥すると、容器内の圧力は[Pa]はいくらか。
今回は東邦大学医学部の入試問題をとりあげます。気体の計算問題です。
(1) 混合気体中の酸素の分圧を気体の状態方程式pV = nRTより、求めます。
P(O2 )×2.0＝16/32×8.3×103×(273+127) P(O2 )=8.3×105 (Pa)
プロパンと酸素の分圧の合計が容器内の全圧になります。
P(C3H8 )+P(O2 )=1.1×105+8.3×105=9.4×105 (Pa)
(2) プロパンの燃焼の反応式を書きます。反応量は係数比＝モル比＝分圧比であるから、
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
はじめ 1.1×105Pa 8.3×105Pa
反応 -1.1×105Pa -5.5×105Pa +3.3×105Pa +4.4×105Pa
おわり 0 2.8×105Pa 3.3×105Pa 4.4×105Pa
プロパンが完全燃焼したので、プロパンと酸素のうち、残ったのは酸素である。体積や温度に変化はないので、圧力の変化は物質量に比例します。
0.5 (mol)× (2.8×105)/(8.3×105 )=0.168≒0.17[mol]
残り2問も元気を出して医攻化！！
(3) 残った気体は、酸素、二酸化炭素、水蒸気である。127℃なので、水は水蒸気になっている。
よって、求める容器内の圧力は、酸素、二酸化炭素、水蒸気の分圧の和である。
2.8×105＋3.3×105＋4.4×105＝10.5×105[Pa] ≒ 1.1×106[Pa]
(4) 乾燥すると、湿度が0 %である。したがって、水蒸気は存在しません。したがって、気体は酸素と二酸化炭素のみです。
この酸素と二酸化炭素の混合気体において、温度変化前(127℃)と温度変化後(27℃)で、ボイル・シャルルの法則を用いて関係式をつくります。
((2.8+3.3)×105×2.0)/400=(P×2.0)/300
P = 4.575×105≒4.6×105 [Pa]
今回は以上になります。理解できたら、その直後にできるだけ問題を自分の力で解いてみることです！
インプットとアウトプットの両輪で学力は向上していきます！
継続は力なり！！(＾＾)
