教えて下さい！よろしくお願いします。

教えて下さい！よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 蒸気圧曲線は分かります。
  この問題に答えがなくてどの問題でも良いので解いていただきたいです。この画像で見えますでしょうか？
  よろしくお願いします。

  
    補足日時：2019/10/06 15:36

• https://documentcloud.adobe.com/link/track?uri=u …

    補足日時：2019/10/06 15:41

No.4 回答者： BAY19981026 回答日時： 2019/10/08 01:13

私事で恐縮ですが、私は無神論者ですが、野球の神様はきっといるんじゃないかと思いました。

これからは心を入れ替えて、真面目に神頼みしようと思います。
(2)
(a) エタノールはC₂H₅OHで分子量46ですので、エタノールの物質量は4.6g÷46=0.1molですね。
67℃の状態で、PV=nRTから2.02×10⁴×V=0.1×8.3×10³×(273+67)=282.2×10³
∴V=282.2×10³÷2.02×10⁴=14ℓ
混合気体の圧力は1.01×10⁵Paなので、窒素の分圧は1.01×10⁵－2.02×10⁴＝8.08×10⁴ですね。
n=PV/RT=8.08×10⁴×14/8.3×10³×(273+67)=0.4molで、窒素の分子量が28なので、11.2gですね。
(b) 容積は変わらないので、PV=nRTからP×14=0.1×8.3×10³×T∴P=59×T
(C) (b)からP=59×(273+30)=1.8×10⁴㎩ですが、グラフから30℃でのエタノールの蒸気圧は1.2×10⁴Paなので、一部が液体になるので、答えは1.2×10⁴Paです。
(d) 30℃におけるエタノールの分圧は1.2×10⁴Paで、混合気体の圧力が外気圧と釣り合っているのならば、窒素の分圧はP＝1.01×10⁵－1.2×10⁴＝8.9×10⁴Paになるので、
PV=nRTから8.9×10⁴×V=0.4×8.3×10³×(273+30)から
V=12.68≒13ℓ
(e) 30℃のエタノールの分圧は1.2×10⁴Paで、体積が13ℓなので、気体として存在するエタノールの質量＝エタノールの物質量×46=46×PV/RT=46×1.2×10⁴×13/8.3×10³×(273+30)=2.9g
（12.68ℓで計算すると2.8gになりました。)

私事で恐縮ですが、先ほど私にとっての今シーズンが終わりました。
神頼みって、やっぱり「思いの強さ」と「人数」で決まるものだと思い知らされました。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2019/10/06 19:40

(1)(a) 初めのN2O4 の体積は27℃ = 300 [K] で 49.2 L なので、０℃ = 273 [K] に換算すると

　49.2 [L] * 273/300 = 44.772 ≒ 44.8 [L]
標準状態での 1 mol の体積が 22.4 [L] なので
　44.8[L]/22.4[L/mol] = 2.0 [mol]
である。

(b) 体積が 1.2 倍なので、モル数も1.2倍であり
　2.0 [mol] * 1.2 = 2.4 [mol]

(c) N2O4: 2.0 [mol] が、
　N2O4: x [mol]
　NO2: 2(2.0 - x) [mol]
になり、その合計が 2.4 [mol] なので
　x + 2(2.0 - x) = 2.4
より
　x = 1.6 [mol]
従って、その分圧は
　1.01 * 10^5 [Pa] * 1.6/2.4 = 0.67333･･･ ≒ 6.7 * 10^4 [Pa]

(2)(a) エタノールの組成式は C2H5OH なので分子量は 46
従ってモル質量は 46 g/mol
従って、エタノールの 4.6 g は 0.1 mol である。

一方、67℃ でのエタノールの分圧が 2.02 * 10^4 [Pa] であれば、
蒸気圧曲線のグラフから、67℃ での「飽和蒸気圧」は 6 * 10^4 [Pa] ぐらいなので、この分圧ではすべてのエタノールは気体であると考えられる。

大気圧が 1.01 * 10^5 [Pa] なので、窒素の分圧は
　1.01 * 10^5 - 2.02 * 10^4 = 8.08 * 10^4 [Pa]
窒素とエタノールが同じ体積に空間に存在するので、そのモル数は分圧に比例することから、
窒素のモル数は
　0.1 [mol] * 8.08/2.02 = 0.4 [mol]
窒素 N2 のモル質量は 28 g/mol なので、0.4 mol の質量は
　28 [g/mol] * 0.4 [mol] = 11.2 ≒ 11 [g]

(b) 気体の状態方程式は
　PV = nRT
と書ける。
ここで
　n = 0.1 [mol]
　R = 8.3 * 10^3 [L･Pa/(K･mol)]
　T = 67 [℃] = 340 [K]
　P = 2.02 * 10^4 [Pa]
なので
　V = 0.1 * 8.3 * 10^3 * 340 / (2.02 * 10^4) = 13.97･･･ ≒ 14 [L]
従って、温度が変化するときの関係式は
　P = (nR/V)T ≒ 59T [Pa]　　　①

(c) ①式を使えば、エタノールがすべて気体であればその圧力は 30℃ = 303 K では
　P = 59 * 303 = 17877 ≒ 1.8 * 10^4 [Pa]
となる。
ただし、与えられたエタノールの蒸気圧曲線からすると、30℃ での飽和蒸気圧は約 1.0 * 10^4 [Pa] なので
①の過程後のエタノールの分圧は飽和蒸気圧の 1.0 * 10^4 [Pa] となる。

(d) そのときの気体として残っているエタノールのモル数は
　1.0 * 10^4 [Pa] * 14 [L] = n [mol] * 8.3 * 10^3 [L･Pa/(K･mol)] * 303 [K]
より
　n = 14 * 10^4 / (8.3 * 303 * 10^3) = 0.055669･･･ ≒ 0.056 [mol]

従って、そのときには容器中には
　0.056 mol のエタノール
　0.4 mol の窒素
が存在する。従って、その体積は
　V = (0.056 + 0.4 [mol]) * 8.3 * 10^3 [L･Pa/(K･mol)] * 303 [K] /(1.01 * 10^5 [Pa]) = 11.3544 ≒ 11 [L]

(e) 気体として残っているエタノールは 0.056 mol なので、モル質量 46 g/mol より
　46 [g/mol] * 0.056 [mol] = 2.576 ≒ 2.6 [g]

No.2 回答者： BAY19981026 回答日時： 2019/10/06 17:50

(1)　PV=nRTからn=PV/RT=1.01×10⁵×49.2/8.3×10³×300=2.0mol

(2)　同圧、同温度で、体積が1.2倍なので、2.0×1.2＝2.4mol
(3)　混合気体の圧力は1.01×10⁵で、組成はN₂O₄：NO₂＝8：4なので、
分圧は1.01×10⁵×8/12＝0.67×10⁵ですね。
すみません。ニックネームからお分かりいただけるかと思いますが、横浜周辺が大変になっているので、とりあえずここまでで投稿させていただきます。気持ちが落ち着いたら、また回答させていただきます。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2019/10/06 13:37

ぼやけて読めないなあ。

何が、どこが分からないのかも書いてください。
そもそも、「蒸気圧曲線」は分かるのかな？