練習問題
問1．液体から気体になる蒸発(気化反応)と、気体から液体になる凝縮(液化反応)の速度が等しくなり、見かけ上、液体と気体の量が変化しなくなっているように見える状態を何というか。
解答：気液平衡
問2．密閉空間内において、液体が蒸発できる圧力には限界があり、この限界圧力を何というか。
解答：飽和蒸気圧
問3．液体の内部から気泡が発生する現象であり、液体の蒸気圧が外圧と等しくなった時に起こる現象を何というか。
解答：沸騰
問4．液体が沸騰するときの温度を何というか。
解答：沸点
問5．酸素の沸点は何度か。
解答：-183.0°C
問6．窒素の沸点は何度か。
解答：-195.8°C
問7．水素の沸点は何度か。
解答：-252.9°C
問8．アンモニアの沸点は何度か。
解答：-33.4°C
問9．メタンの沸点は何度か。
解答：-161.5°C
演習問題
次の各問いに対して正しいかどうか答えなさい。また、誤っている場合、誤りの部分を正しく直しなさい。
問1．ある物質の飽和蒸気圧は、温度が一定ならば、物質量が増加すると高くなる。
解答：誤り 物質量が増加すると高くなる → 物質量が増加によって変わらない
解説：飽和蒸気圧は物質量に関係なく、温度によって変化します。
問2．一般に、同一物質の飽和蒸気圧は、温度の上昇すると低くなる。
解答：誤り 低く → 高く
解説：密閉空間内において、液体が蒸発できる圧力には限界があり、この限界圧力を飽和蒸気圧と言います。
問3．気体と液体が平衡状態にないときの気体を飽和蒸気といい、このときの蒸気が示す圧力をその温度における飽和蒸気圧という。
解答：誤り ない → ある
解説：飽和蒸気とは気体と液体が気液平衡の状態にあるときを言います。
問4．沸点は、液体の飽和蒸気圧が液面上の分圧に等しくなる温度である。
解答：誤り 分圧 → 全圧
解説：液体の蒸気圧が外圧と等しくなった時に液体の内部から気泡が発生する現象を沸騰と言い、この時の温度を沸点と言います。
問5．次の物質について、沸点(標準大気圧下)の高いものから低いものへ順に並べなさい。
メタン、プロパン、窒素、酸素
解答：プロパン＞メタン＞酸素＞窒素
解説：プロパン：-42.1°C、メタン：-161.5°C、酸素：-183.0°C、窒素：-195.8°C
空気である窒素、酸素の方が沸点が低く、その中でも窒素の方が低いです。また、炭化水素は炭素数が増えるほど、沸点が高くなる傾向があります。空気中に存在する酸素、窒素、一酸化炭素は-150°C以下です。また、頻出の炭化水素で-150°C以下なのはメタンのみです。
問6．次の物質について、沸点(標準大気圧下)の高いものから低いものへ順に並べなさい。
ブタン、 ヘリウム、水素、窒素
解答：ブタン＞窒素＞水素＞ヘリウム
解説：ブタン：-0.5°C、窒素：-195.8°C、水素：-252.9°C、ヘリウム：-268.9°C
ヘリウムは最も沸点が低いガスです。また、水素はヘリウムに次いで沸点が低いです。
ブタンは頻出の炭化水素でもっとも沸点が高く-0.5°Cです。
問7．次の物質について、沸点(標準大気圧下)の高いものから低いものへ順に並べなさい。
ヘリウム、アンモニア、酸素、ブタン
解答：ブタン＞アンモニア＞酸素＞ヘリウム
解説：ブタン：-0.5°C、アンモニア：-33.4°C、酸素：-183.0°C、ヘリウム：-268.9°C
アンモニアは頻出のガスの中では沸点がたなく-33.4°Cで、頻出の炭化水素の中では、ブタンのみがアンモニアより沸点が高いです。
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