北里大学化学2012年第4問

次の1、2の問に答えよ。答は各問の(1)から始まる選択肢の中から選べ。

気体の溶解に関する(I)～(III)の問に答えよ。ただし、温度が40 ∘C、気体の圧力が1.013×105Paのとき、水1Lに溶解する窒素と酸素の物質量は、それぞれ5.18×10−4mol、10.3×10−4molとする。また、窒素と酸素は、理想気体としてふるまい、水への溶解はヘンリーの法則に従うものとする。
- (I)窒素と酸素からなる混合気体(体積比4:1)が40 ∘Cで水5.0Lに接している。窒素の分圧と酸素の分圧の合計は1.013×105Paである。水5.0Lの中に溶けている酸素の体積mLは標準状態に換算していくらか。18
  - (1) 12
  - (2) 23
  - (3) 35
  - (4) 92
  - (5) $1.2\times10^2$
- (II)窒素と酸素からなる混合気体(体積比4:1)が40 ∘Cで水5.0Lに接している。窒素の分圧と酸素の分圧の合計は5.065×105Paである。水5.0Lの中に溶けている混合気体の体積mLは標準状態に換算していくらか。19
  - (1) $1.8\times10^2$
  - (2) $3.5\times10^2$
  - (3) $5.2\times10^2$
  - (4) $5.8\times10^2$
  - (5) $8.7\times10^2$
- (III)窒素が5.065×105Paの圧力で水5.0Lに接している。全体を40 ∘Cに保ちながら窒素の圧力を1.013×105Paに下げたとき、水5.0Lから出てくる窒素の体積mLはいくらか。20
  - (1) 53
  - (2) 58
  - (3) $2.3\times10^2$
  - (4) $2.7\times10^2$
  - (5) $2.9\times10^2$
内部の体積を変えることのできる密閉容器に水と水蒸気のみが入っており、常に気液平衡が成立している。水の蒸気圧(飽和水蒸気圧)に関する次の(I)、(II)の問に答えよ。
- $(\text{I})$ 温度一定で密閉容器内の水蒸気の体積を変化させたとき、水蒸気の体積 $V$ と水の飽和水蒸気圧 $P_{\text{H}_2\text{O}}$ の関係は、どのようなグラフで表されるか。 $\fbox{21}$
- (II)次の操作のうち、密閉容器内の飽和水蒸気圧の値が変わるものはどれか。22
  - a.温度と水蒸気の体積を一定に保ちながら、水蒸気に接している水の表面積を大きくする。
  - b.温度と水蒸気の体積を一定に保ちながら、水に食塩を溶かす。
  - c.温度と水蒸気の体積を一定に保ちながら、水を加える。
  - d.水蒸気の体積を一定に保ちながら、温度を下げる。
  - (1) a
  - (2) b
  - (3) c
  - (4) d
  - (5) a、b
  - (6) a、c
  - (7) a、d
  - (8) b、c
  - (9) b、d
  - (10) c、d