化学|「全部気体である」と仮定すること|受講生の質問と東大「理三」合格講師の回答

「全部気体である」と仮定することについて

~東大理三合格講師の質問回答シリーズ~

このシリーズは、当塾の基幹指導であるネット塾及びリアル塾の受講生からのご質問に当塾、東大理三合格講師や東大文一合格講師が回答したものの中からほんの一部を皆さんにも役立てていただく企画です。

当塾指導は、マンツーマンの初回指導における受験全教科の年間計画の策定で各自の状況に応じて、各自が学校で使用している、またはそれまで使用してきた問題集や参考書をできるだけ活かす形で計画を立てます。(これが最も受講生にとって効率的に実力をつけていける手段だからです)

その後、各自が使用する、その問題集や参考書についてわからない問題やわからない部分について全教科の質問回答指導、説明指導、添削指導を行っています。

したがって、質問回答している教材は、市販の問題集・参考書のほとんど、過去問に至っては全国のほとんどの大学の問題に及びます。

たった一日で数百という数の問題の質問回答がたまります。しかも、それは東大理三合格講師や東大理系・文系の上位合格層講師陣の回答です。

掲載できるのはごくごく一部ですが、上記事情から皆さんが使っている問題集や参考書であっても十分役立てていただけると思います。

是非、このシリーズから一つでも何かを得ていただければと思います。

 
 

受講生の質問

「容器内の気体(Xとする)の分圧を求めるときに、まず全部Xが気体であると仮定する理由がよくわからない。普通に蒸気圧を答えにしてはいけないのか」

 
 

東大理三合格講師江尻の回答

Xの蒸気圧というのは、ありうるXの分圧の最大値のことです。それ以上大きくなれない限界値があるのはなぜかというと、圧力が大きくなるということは(状態方程式を考えると)気体状態の分子の個数も多くなっていることを意味しますが、気体分子が多くなりすぎると分子同士の距離が短くなるので互いの分子間力から逃れられなくなり、液体になってしまうからです。つまり、容器内の気体状態の分子の個数はいくらでも多くなれるわけではないので分圧にも上限があるということです。

それを踏まえてですが、気体Xの分圧を求めるには、まずはXが全部気体であると仮定して状態方程式とか他の公式などを使って分圧を求めて、その結果を蒸気圧と比較し、蒸気圧より低ければそのままその値を採用し、蒸気圧より高ければ蒸気圧の方を採用するという手順に従ってください。

つまり、蒸気圧より計算結果が低い場合は、蒸気圧は答になりません。蒸気圧はあくまで最大値であって、どんな時でも蒸気圧が答えになるわけではなくて、普通に蒸気圧より分圧が低いこともあり得ます。この方法をとるのは、あくまで「蒸気圧を超えた解答を書かない」という1点に集約されます。問題文に「液体状態のXも存在している」という旨が書いてあれば何も考えずに「分圧=蒸気圧」としていいですが、そうでない場合はちゃんとXが全て気体と仮定して計算し、蒸気圧との比較をしなければなりません。

 
 

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当塾指導は冒頭で述べたように、市販のすべての問題集や参考書、教科書、過去問集を問わず受講生各自が使用している教材のどんな問題にも質問回答しています。

したがって、たった一日で数百という数の問題の質問回答がたまります。しかも、それは東大理三合格講師や東大理系・文系の上位合格層講師陣の回答です。

これを今後も皆さんにおすそ分けしていきます。

何か一つでも気づきを得られれれば儲けもの、という意識を忘れずに見ていってください。

一つの視点が得意不得意を一気に変えてしまう爆発力を持っているものもあります。

 

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