理想気体・実在気体【高校化学・化学基礎一問一答】

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一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

体積が０で分子間力が働かないと仮定した“仮想的な気体”を【１】という。【１】においては【２】が常に成り立つ。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】理想気体【２】気体の状態方程式

体積が０で分子間力が働かないと仮定した“仮想的な気体”を理想気体という。

理想気体においては、気体の状態方程式が常に成り立つ。

気体の状態方程式

PV=nRT
※P=圧力(Pa)　n=物質量(mol)　V=体積(L)　R=気体定数　T=温度(K)

Point!

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

実際に存在する酸素O₂や二酸化炭素CO₂などの気体は【１】と呼ばれ、分子に体積が【２（ありorなく）】、【３】が働いている。【１】において、【４】は成り立たない。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】実在気体【２】あり【３】分子間力【４】気体の状態方程式

実際に存在する酸素O₂や二酸化炭素CO₂などの気体は実在気体と呼ばれ、分子に体積があり、分子間力が働いている。

実在気体において、気体の状態方程式は成り立たない。

問３

【】に当てはまる用語を答えよ。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：以下参照

問４

【】に当てはまる用語を答えよ。

理想気体は常にPV=nRTが成り立つので、PV/nRT=【１】となり、圧力が変化してもPV/nRTの値はずっと【１】のままである。しかし、実在気体にはPV=nRTが成り立たないので、理想気体のグラフからややズレが生じてくる。

理想気体より下へのズレは【２】が原因である。
実在気体は理想気体と異なり【２】が存在するため、その分縮まり体積Vが小さくなる。

理想気体より上へのズレは分子の【３】が原因である。
実在気体は理想気体と異なり【３】が存在するため、圧力が上がるとそれが無視できなくなる。

【問４】解答/解説：タップで表示

解答：【１】１【２】分子間力【３】体積

理想気体は常にPV=nRTが成り立つので、PV/nRT=1となり、圧力が変化してもPV/nRTの値はずっと１のままである。
しかし、実在気体ではPV=nRTが成り立たないので、理想気体のグラフからややズレが生じてくる。

理想気体より下へのズレは「分子間力」が原因である。
実在気体は理想気体と異なり分子間力が存在するため、その分縮まり体積Vが小さくなる。（その結果PV/nRTが小さくなる）

理想気体より上へのズレは「分子の体積」が原因である。
実在気体は理想気体と異なり分子の体積が存在するため、圧力が上がるとその体積が無視できなくなり（分子間力によって体積が縮まっているとはいえ）理想気体よりも体積が大きくなる。

問５

【】に当てはまる用語を答えよ。

実在気体を理想気体に近づけるためには【１（高or低）】温・【２（高or低）】圧条件にする必要がある。

【問５】解答/解説：タップで表示

解答：【１】高【２】低

【高温にする理由】
高温にすると、その分気体の運動エネルギーが大きくなり、相対的に分子間力が無視できるようになるため

【低圧にする理由】
気体分子自体の大きさ（体積）が相対的に小さくなるため。また、容器の体積が大きくなるのに伴い気体分子間の距離が離れ分子間力が無視できるようになるため