問３がわ分からないです。 教えていただけると嬉しいです。

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No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2023/04/03 14:42

最初に「等しい物質量」であるということがポイントです。

あとは、容器の体積も温度も変わっていませんから、あとは「物質量の変化に比例して圧力変化する」だけです。

水素の燃焼は
　2H2 + O2 → 2H2O
ですから、
「2 mol の水素と 1 mol の酸素が反応して、1 mol の水を生成する」
ということです。

従って、最初に水素も酸素も n [mol] あったとすると、そのうち
「n [mol] の水素と n/2 [mol] の酸素が反応して、n/2 [mol] の水を生成する」
ということです。
従って、容器の中には
「水素は全量なくなり、酸素が n/2 [mol] 残り、生成した n/2 [mol] の水が増える」
ということです。

反応前の分圧は
・水素：物質量 n [mol] で、2.0 × 10^4 [Pa]
・酸素：物質量 n [mol] で、2.0 × 10^4 [Pa]
（合計で 4.0 × 10^4 [Pa]）
なので、反応後は
・水素→ 0 [mol] で分圧 0
・酸素→ n/2 [mol] で分圧 1.0 × 10^4 [Pa]
・水：全量気体になれば、n/2 [mol] で分圧 1.0 × 10^4 [Pa]
になるはず。

ところが、実際には「1.5 × 10^4 [Pa]」なので、水のうち気体になったのは「0.5 × 10^4 [Pa] = 5.0 × 10^3 [Pa]」だけで、残りは液体の水になっているということです。
「目いっぱい気体になって 5.0 × 10^3 [Pa]」なので、それがこの状態（温度 T [℃] での「水の飽和圧力」ということになります。

No.1 回答者： Zincer 回答日時： 2023/04/03 12:51

本来は容器の容積をVとして、その物質量から計算するのが筋なのでしょうが、・・・・

直感的な解法
「等しい物質量の水素と酸素」なので、それぞれ２.0×10^4Paに相当する分圧であった。
これらが完全燃焼すると、1.0×10^4Paに相当する水素が残る。
※水素と酸素の燃焼反応は大丈夫ですよね？
内圧がそれより、0.5×10^4Pa高いのは水の蒸気圧であるから、①5.0×10^3となる。