問題 2

気体炭化水素と酸素の混合物を406.5 K、101 325 Paで1 dm

^3

の容器に入れた。酸素は燃焼に必要な理論量の2倍含まれていた。燃焼後、同じ温度での容器内圧力は5 %増加した。生成した水の質量が0.162 gであったとき、この炭化水素の分子式を求めよ。（

R = 8.314

J mol

^{-1}

^{-1}

）

ステップ 1/4: 反応前後の気体物質量

直感的な説明

406.5 Kは133.35 °Cであり、100 °Cより十分高いため水はすべて気体にとどまる。

n_1 = \dfrac{p_1 V}{R T} = \dfrac{101325 \times 10^{-3}}{8.314 \times 406.5} = 0.0300\ \text{mol}; \quad n_2 = 1.05 \times n_1 = 0.0315\ \text{mol}

分析

理想気体の状態方程式より反応前は0.0300 mol。温度と体積が一定なので、圧力が5 %増えたことは総モル数が5 %増えて0.0315 molになったことを意味する。