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高校化学です。
内容積16.6Lの容器内に、27℃で2.0×10^4Paのプロパンと酸素の混合気体がある。
容器内のプロパンをすべて完全燃焼させて、残った気体の温度を27℃まで下げたところ、圧力が1.46×10^4Paを示し、容器内に水滴が生じた。
27℃の水の飽和水蒸気圧を3.6×10^3Pa、気体定数を8.3×10^3Pa・L/(K・mol)とする。
また、容器内にはあらかじめプロパンの燃焼に必要な酸素があり、生成した水滴の体積は無視できるものとする。
問1 燃焼前のプロパンと酸素の分圧をx,yとした時、燃焼後の圧力をx,yを使って表せ。
という問題なのですが、解答では
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
燃焼後 0 y-5x 3x 4x

「上式の燃焼後のH20の分圧を4xとしているがこれは全て気体としたときの値である。実際は水滴が生じている(気液平衡)ので、H2Oの分圧は飽和蒸気圧の3.6×10^3Paである」←の意味が分かりません。
そもそも、何故燃焼で出来たH2Oを含む気体の温度を下げて圧力を下げているのに液体が生じるのですか?

A 回答 (2件)

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O


になるようなプロパンと酸素の混合気体に火をつけると爆発します。
この問題は最初から間違っています。
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> 「上式の燃焼後のH20の分圧を4xとしているがこれは全て気体としたときの値である。

実際は水滴が生じている(気液平衡)ので、H2Oの分圧は飽和蒸気圧の3.6×10^3Paである」

文字通りの意味です。

水の分圧はそのときの温度の(飽和)蒸気圧を超えることはない。

温度を下げたのは燃焼前と同じ温度にすることで、計算を簡単にするため。

圧力は下げたのではなく、燃焼によって容器内の気体の物質量が減ったために圧力が下がった。

液体の水が生じたのは、温度を下げたために露点に達したため。
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