物質の状態と気体(知識)の問題
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。
同温・同圧のもとで同じ体積を占める気体には、気体の種類によらず( a )の分子が含まれる。この法則とボイル・シャルルの法則をまとめると、気体の状態方程式 が得られる。この式の気体定数 の値は、気体の種類に( b )。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 分子量に比例した数 | よって異なる |
| イ | 同じ数 | よって異なる |
| ウ | 分子量に比例した数 | よらず一定である |
| エ | 同じ数 | よらず一定である |
- ア a 分子量に比例した数、b よって異なる
- イ a 同じ数、b よって異なる
- ウ a 分子量に比例した数、b よらず一定である
- エ a 同じ数、b よらず一定である
この問題で使うもの
- アボガドロの法則と気体の状態方程式(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(8 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「アボガドロの法則と気体の状態方程式」を使う。アボガドロの法則の内容と、気体定数 の性質を思い出す。
ヒント 2
同温・同圧・同体積の気体に含まれる分子の数は、分子の種類(分子量)に関係するかどうかを考える。 は、どの気体でも が同温・同圧で同じ体積を占めることから決まる定数である。
ヒント 3
a は「同じ数」なので、ア・ウは除ける。残るイ・エのうち、 が気体の種類によって変わるかどうかで選ぶ。
答えと解説
答えを見る
エ
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
空欄ごとに、アボガドロの法則と気体の状態方程式の内容を確かめる。
空欄 a: アボガドロの法則は「同温・同圧で同体積の気体には、気体の種類によらず同じ数の分子が含まれる」という法則である。たとえば同温・同圧の水素 と二酸化炭素 は、分子量が大きく違っても、含まれる分子の数は等しい(質量は分子量に比例して異なるが、分子の数は同じ)。したがって a は「同じ数」であり、「分子量に比例した数」は誤り。
空欄 b: アボガドロの法則により、同温・同圧で の気体が占める体積は気体の種類によらない。そのため、 について の値はどの気体でも同じになり、これが気体定数 である。したがって は気体の種類に よらず一定である()。「よって異なる」は誤り。
以上より、a 同じ数・b よらず一定である の組み合わせである エ が正解。
- ア: a・b ともに誤り。
- イ: a は正しいが、 は気体の種類によらないので b が誤り。
- ウ: b は正しいが、分子の数は分子量によらず同じなので a が誤り。
別解
アボガドロの法則: 同温・同圧で同体積の気体は、種類によらず同数の分子を含む(a = 同じ数)。気体定数 R は気体の種類によらず一定の値(b = よらず一定である)。よってエ。