物質の状態と気体（知識）の問題

互いに反応しない 2 種類以上の気体を 1 つの容器に入れた混合気体について考える。混合気体と分圧に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、気体はすべて理想気体とみなし、容器内で液体は生じないものとする。

• ア　同じ容器に同じ物質量ずつ入れた成分気体では、分子量の大きい気体ほど分圧が大きい。
• イ　温度と容器の体積を一定に保ったまま、どの成分とも反応しない別の気体を加えると、もとからあった成分気体の分圧は小さくなる。
• ウ　温度と容器の体積が一定のとき、各成分気体の分圧の比は、それぞれの物質量の比に等しい。
• エ　温度を一定に保ったまま容器の体積を 2 倍にすると、各成分気体の分圧は小さくなり、各成分気体のモル分率も小さくなる。
• オ　同温・同圧で測った各成分気体の体積の割合（体積百分率）は、各成分気体のモル分率とは異なる値になる。

純粋な液体の蒸気圧と沸騰に関する記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、気体はすべて理想気体とみなし、液体には気体が溶けないものとする。

• ア　密閉容器内で、ある温度で液体とその蒸気が気液平衡にあるとき、液体の蒸気圧は、容器内に残っている液体の量が多いほど大きい。
• イ　密閉容器内で液体とその蒸気が気液平衡にある。温度を一定に保ったまま容器の体積を大きくし、液体が残った状態で十分に時間がたって再び気液平衡になったとき、液体の蒸気圧は体積を大きくする前より小さい。
• ウ　液体は、その蒸気圧が外圧と等しくなる温度で沸騰するので、外圧（大気圧）の低い高山では水の沸点は低くなる。
• エ　同じ温度で比べると、分子間力の大きい液体ほど蒸気圧は大きい。
• オ　密閉容器内で液体とその蒸気が気液平衡にある。温度を一定に保ったまま、容器の体積を変えずに窒素を加えて全圧を高くし、液体が残った状態で十分に時間がたって再び気液平衡になったとき、容器内の蒸気の分圧（液体の蒸気圧）は窒素を加える前より大きい。

実在気体と理想気体の違いについて述べた次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜エから 1 つ選べ。

実在気体では、温度が [ a ] ほど分子の熱運動が穏やかになり、分子間力の影響を受けやすくなるため、理想気体からのずれが大きくなる。また、圧力が高いほど分子どうしが接近し、気体の体積に占める [ b ] の割合が大きくなるため、やはり理想気体からのずれが大きくなる。

液体の蒸気圧と沸騰に関係する身近な現象や操作について述べた次の記述のうち、最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、液体はすべて純物質とする。

• ア　圧力鍋の中では、鍋内の圧力が高くなることで水の蒸気圧が小さくなるため、水の沸点は $100{}^{\circ }\text{C}$ より高くなる。
• イ　高い山の上で水を沸騰させているとき、加熱を強めるほど、沸騰している水の温度は上がり続ける。
• ウ　同じ温度で比べると、ジエチルエーテルの蒸気圧は水の蒸気圧より小さいので、ジエチルエーテルの沸点は水の沸点より低い。
• エ　ピストン付きの密閉容器内で、水とその水蒸気が気液平衡にあるとき、温度を一定に保ったまま容器の体積を大きくすると、水が残っている限り水蒸気の圧力は小さくなる。
• オ　高い山の上では大気圧が低いので、水の蒸気圧が大気圧と等しくなる温度が低くなり、水は $100{}^{\circ }\text{C}$ より低い温度で沸騰する。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、気体は理想気体とみなす。

容積が一定の密閉容器に一定量の酸素を入れ、温度を $300\mathrm{K}$ に保った。容器内の酸素分子は熱運動をしており、その速さはそろっておらず、さまざまな速さの分子が混じっている。横軸に分子の速さ、縦軸にその速さをもつ分子の数の割合をとってグラフにすると、1 つの山をもつ曲線（速さの分布曲線）になる。この曲線と横軸で囲まれた部分の面積は、分子全体の割合（$1$）を表しており、温度を変えても変わらない。

この容器を加熱して温度を $600\mathrm{K}$ に上げると、熱運動が激しくなり、分子の速さの平均値が大きくなる。このため、分布曲線の山の頂点は（　a　）の側に移る。また、分子の速さのばらつきが大きくなって分布が広がるため、山の頂点の高さは（　b　）。