高１レベルの化学の質問です。

新高１です。

化学の質問です。ガスの質量（mass)をそのガスが室温、１気圧の時の体積から求めることは出来ますか？

問題自体はこれです。
室温、１気圧の時のこれらのガスの重さを求めよ
２４０立方センチメートルのヘリウムガス

出来れば計算の手順なども教えてくれたら嬉しいです。

No.6 回答者： 101325 回答日時： 2014/04/05 13:00

25℃、1000ヘクトパスカルにおける気体のモルあたりの体積は24.8L/mol（アボガドロの法則）。

25℃、1気圧における気体のモルあたりの体積は、ボイルの法則を使うと求められる。
24.8L/mol×1000/1013 = 24.48L/mol

25℃、1気圧における240mLの気体の物質量は、気体の体積をモル当たりの体積で割ると求められる。
240mL/(24.48L/mol) = 0.009804mol

ヘリウムのモル質量は4.00g/molだから、0.009804molのヘリウムの質量は
4.00g/mol×0.009815mol = 0.0392g
となる。

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25℃、1000ヘクトパスカルにおける気体のモル体積を使っても、No3のように0℃、1気圧における気体のモル体積を使っても、答えは同じになる。気体の状態方程式は、アボガドロの法則とボイルの法則とシャルルの法則をひとつにまとめたものなので、気体の状態方程式を使っても、No4にあるように同じ答えが導かれる。

No2は桁違いの他に、1気圧＝1000ヘクトパスカルとしているのが間違い。

No.5 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/04/05 11:26

No.2です。

確かに桁数間違えてますね。(^^)
現在の標準状態はSTP使いますから、「ごめんなさい。室温ってのは２５度です。 」でしたら、そのまま24.8Lを使えば良いです。
　時々、古い人は22.4L---STPそれも1997年以前の値---を使う人がいますが。

　⇒標準状態 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A8%99%E6%BA%96% … )

No.4 回答者： hg3 回答日時： 2014/04/04 20:45

No1です。

補足ありがとうございます。

25℃なら、T=298KにすればOK。
方程式を解いて、n=0.00981mol

ヘリウムの分子量間違えてましたね。
分子量は４なので、0.00981mol=0.0392g ですね。

尚、No2、No3の解き方も正しいです。
どれも答えが違ってますが、
No2の回答は桁の間違い。
No3の答え0.0393gと0.0392gの違いは端数の違いなので
どっちも同じと考えて問題ありません。

No.3 回答者： 101325 回答日時： 2014/04/04 13:27

0℃、1気圧における気体のモルあたりの体積は22.4L/mol（アボガドロの法則）。

25℃、1気圧における気体のモルあたりの体積は、シャルルの法則を使うと求められる。
22.4L/mol×(273+25)/(273+0) = 24.45L/mol

25℃、1気圧における240mLの気体の物質量は、気体の体積をモル当たりの体積で割ると求められる。
240mL/(24.45L/mol) = 0.009815mol

ヘリウムのモル質量は4.00g/molだから、0.009815molのヘリウムの質量は
4.00g/mol×0.009815mol = 0.0393g
となる。

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/04/04 00:09

標準状態の気体の体積は24.8リットル＝24800立方センチメートルですから、

240立方センチメートルは、0.009677モル。
ヘリウムは、分子量(原子量)4.002より、約38.735g

現在の標準状態は、SATP(セ氏25度、気圧 1 bar)ですから・・

No.1 回答者： hg3 回答日時： 2014/04/03 20:34

まだ習っていないと思いますが、気体の状態方程式を使えばできます。

PV=nRT
P：圧力、V：体積、n：モル数、R：気体定数、T：温度（絶対温度）です。
Pの単位が気圧、Vの単位がリットル、Tの単位がケルビンなら、R＝0.0821です。

ご質問の問題の室温というのが何度なのか不明ですが、計算を簡単にするために仮に27℃≒300Kとしましょう。
方程式に　P=1、V=0.24、T=300を代入し、

0.24=n*0.0821*300
n=0.00974 mol

よってヘリウム0.00974mol≒0.0195ｇとなります。

この回答への補足

ごめんなさい。室温ってのは２５度です。

補足日時：2014/04/03 22:58