危険物取扱者 甲種 物理学及び化学 練習問題 第82問: 容積が一定の容器に酸素 16 g と窒素 42 g を入れたところ、混合気体の全圧が 1.0×10⁵ Pa になった。このときの酸素の分圧として最も近い値はどれ

正解: 5. 2.5×10⁴ Pa

混合気体の各成分の分圧は、全圧 × モル分率 で求めます。酸素 O₂ のモル質量は 32 g/mol なので 16 g は 0.50 mol、窒素 N₂ は 28 g/mol なので 42 g は 1.5 mol です。酸素のモル分率は 0.50 ÷ (0.50 + 1.5) = 0.25 なので、分圧は 1.0×10⁵ × 0.25 = 2.5×10⁴ Pa です。2.76×10⁴ Pa は物質量でなく質量の比 16 ÷ 58 で分けた値、3.3×10⁴ Pa は酸素と窒素の物質量の比 0.50 ÷ 1.5 を掛けた値、5.0×10⁴ Pa は全圧を気体の種類の数で等分した値、7.5×10⁴ Pa は窒素の分圧です。

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