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Chemistry Senior High

五番の問題の答えの平衡時で、なんで2で割っているのか分かりません💦教えてください!

°101.〈アンモニア合成の平衡〉 図は、水素と窒素を3:1 の物質量比で混合して平 衛に達したときの,各温度における気体中に含まれる アンモニアの物質量百分率を表している。 曲線(b)は、 仙媒を加えて圧力を3.0×10'Pa に保った場合の結果 である。次の問いに答えよ。なお, 気体はすべて理想 80 60 40 気体と見なすこと。 /1) 図とルシャトリエの原理に基づいて考えると, ア ンモニアが生成する反応は発熱反応か, 吸熱反応か。 「発熱,吸熱,判断できない」のいずれかで答えよ。 Vr 工業的なアンモニア合成の反応温度は500°C付近である。図からわかるように低 温でアンモニアの物質量百分率がより高くなるにもかかわらず, 500°C付近で反応さ せるのはなぜか。理由を簡潔に記せ。 (3) 触媒を加えて圧力を6.0×10' Pa に保った場合の平衡におけるアンモニアの物質量 百分率の温度変化は, 図の曲線(a), (b), (c)のうちいずれか, 記号で記せ。 (4)触媒を加えず圧力を3.0×10'Paに保った場合の平衡におけるアンモニアの物質量 百分率の温度変化は, 図の曲線(a), (b), (c)のうちいずれか, 記号で記せ。 (5) 曲線(b)は, 537°C, 3.0×10'Paで 20%の値をとる。 このとき, アンモニアが 1.0×10°mol 存在するとすれば, 反応前の水素と窒素の混合気体の体積は, 27°C, 3.0×10'Pa で何m°か, 有効数字2桁で記せ。気体定数R=8.3×10° Pa·L/(mol·K) 20 0 200 300 400 500 600 700 1) 温度 COT (5 [10 同志社大) % アンモニアの物質量百分率

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解法が3つあるのですが、これら全てできるようにしておいた方がいいのでしょうか?

例題2 燃焼熱 プロパンCaHaの熱焼熱を求めよ。 ただし, プロパン (気), 水(液), 二酸化炭素(気) の生成熱をそれぞれ105kJ/mol, 286kJ/mol, 394kJ/mol とする。 解法I…熱化学方程式の加減乗除 解法I…生成熱の差が反応熱に等しいことを利用 (解説) 解法I 熱化学方程式をつくり, 加減乗除して解く。 poln/ 解法I…エネルギー図を利用 与えられた生成熱を用いて熱化学方程式をつくる。 プロパンの生成熱 3C(黒鉛)+ 4He (気) =D CaHa (気) + 105kJ 水の生成熱 Ha(気) +-02(気)=DH:0 (液) + 286kJ …2 二酸化炭素の生成熱 C(黒鉛)+ O2(気)=D C02(気) + 394kjJ 求める反応熱を [kJ/mol]として, 熱化学方程式を書く。 プロパンの燃焼熱 CaHe (気)+ 502(気) =D 3C02(気)+4H:0 (液) +Q[kJ] ①~③式を用いて、 ①式を組み立てる。(必要な物質だけを集めていく。) まず、1つだけ出てくる物質に注目して集めるようにする。 CaHa (気)は①式, Ha0 (液夜)は 2式,CO2(気)は③式のみに含まれる。CaHe (気)は①式の右辺に含まれるが, 求める式では 左辺に含まれることになるので, -1倍して加える。なお, 複数の熱化学方程式は, 連立方 程式を解くときと同様に,加減乗除ができる。 0x(-1) -3C(黒鉛)- 4H2(気)= -CaHa (気)- 105kJ 2×4 4H2(気)+ 202(気) =D 4H:0 (液) + 286kJ×4 3C(黒鉛)+ 302(気) = 3C02(気)+ 394kJ×3 502(気)= 3C02 (気)+ 4H:0 (液)- CaHe (気) +(-105kJ) +286kJ×4+394k]×3 3×3 これを整理すると, CaHa(気)+ 502(気) = 3C02(気) + 4H20 (液) + 2221kJ 解法I エネルギー図を用いて解く。 解法Iの0~をエネルギー図で表すと右図のようになる。 したがって, 反応熱Q[kJ/mol]は, Q=394kJ×3+ 286KJ×4-105kJ= 2221 k] 解法I 生成熱と反応 熱の関係式に代入し て解く。 反応熱=生成物の生成熱の総和一反応物の生成熱の総和 の関係を用いると, 高 単体 3C+4H2+502 105kJ 反応物 CaHa+50z 熱化学方程式とエネルギー図は 対応して考えられるようにする。 の×3 394kJ×3 ,3C02+4H2+202 Q[kJ] CaHa(気)+ 502 (気) = 3C02(気) + 4H20 (液) +Q[kJ] 2×4 286KJ×4 Q=394kJ×3+ 286kJ×4-105kJ=2221 kJ (注意)単体の生成熱は、 生成熱の定義から0となる。 生成物 3C02+4H.O 2221kJ/mol HRニサー

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(2)と(4)以外の考え方と解き方が分かりません。 教えてくださいm(_ _)m

例題1 熱化学方程式 次の変化を熱化学方程式で表せ。 ただし, 生成する水はすべて液体とする (1) メタン(分子量16,0)3.20gを完全燃焼させると, 178kJの熱が発生する。 (2) メタンの生成熱は, 76KJ/mol である。 (3) 固体の塩化カリウム2,00mol を多量の水に溶かすと, 34.4kJ吸熱する。 (4)希硫酸と水酸化カリウム水溶液の中和熱は, 56.5kJ/molである。 ① 燃焼熱は燃焼する物質, 生成熱は生成する化合物, 中和熱は生成する水, 熱は溶解する物質の係数を1とする。他の物質の係数が分数になることもある。 ② 反応式の右辺に反応熱を書く。発熱反応では+, 吸熱反応ではーの符号がつく ③ 物質の状態を(固), (液), (気)などで化学式の後につけ, 両辺を等号で結ぶ、 oin 説 (1) メタン1 mol あたりでは, 178kJ× 16.0g/mol 3.20g -890kJ/molの熱が発生する。 (2) メタンの成分元素の単体は,黒鉛Cおよび水素H2である。CH4の係数を1とする。 (3) KCI1 mol あたり 34.4kJ 2,00mol 17.2kJ/mol となり,吸熱反応であるから符号は一とする。 (4) 中和の式で, H20の係数が1になるようにする。 解答(1) CH4 (気) +202(気)= CO2(気) + 2H20 (液) + 890kJ (2) C(黒鉛)+2H2 (気)=D CH4 (気) + 76kJ (3) KCI (固)+ aq=KClaq-17.2kJ HeSO4aq + KOHaq=;KeSO4aq+ H20 (液)+ 56,5kJ

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(3)についてなんですが 私は N₂+3H₂⇌2NH₃は発熱反応だから温度を下げる場合右に移動するからアンモニアの体積は増える。 平衡定数を求める時分子の(NH₃)²が大きくなるから速度は大きくなる と思ったのですが、選択肢外でした。 ルシャトリエの原理で発熱反応の場合温度... Read More

論述 329 平衡の移動 窒素と水素を1:3の物質量の比で混合し,触媒を用いてアンモニ アを合成した。 圧力を 3.04 × 10' Pa に保ちながら,温度を200 ~ 700℃ の範囲で変化 させた。平衡状態になったときの混合気体中のアンモニアの体積百分率の温度変化は、 図1の実線(一)となった。また,圧力3.04 × 10' Pa の温度500 ℃ におけるアンモニア の体積百分率は, 時間とともに図2の実線(一)のように変化した。 (1)。下線部のアンモニアが生成する化学反応は吸熱反応か発熱反応か,図1の結果から 判断し,その理由を30字以内で記せ。 (2) 図1の実験で, 圧力を 3.04 × 10' Pa より高くしたとき,平衡状態でのアンモニアの 体積百分率はどのように変化すると予想されるか, A~Dのなかから選べ。 (3) 図2の実験で,温度を500℃ より低くしたとき,アンモニアの体積百分率は時間 0とともにどのように変化すると予想されるか, E~Hのなかから選べ。 [CH'COOH 図1 図2 50 題) 新面 ア 100 A モ 80 Jア | 由 F Agol-=H 40 山里 B .C はHO . ヌ 30 60 HO 40 D G 20 20 H 10 0 200 300 400 500 600 700 0 温度(C) 時間 (群馬大 アンモニアの体積百分率(%]

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(2)をエネルギー図を使わずに解く方法を教えて欲しいです。

を求めるために,以下の熱化学方程式を示す。ただし, Q>0 とする。 (11 北海道大) するために必要なエネルギーである。イオン結晶である NACI (固)の格子エネルギーを NaCl (固)= Na* (気) + CI- (気) - QLkJ (>0) [kJ/mol] とすると, 次式のように表される。 3,格子エネルギー〉 エネルギーとは, 1オン結品の場合は, 1mol の結晶を構成するイオンを気体に めに必要なエネルキーである。イオン結晶である NaCl (固) の格子エネルギーを 三 1 Na (固)+ 2 ;Cle(気) NaCl(固)+ Q: kJ ニ 2(NaCI (固) の生成熱) Na*aq + CI-aq - 3.88 kJ NaCl(固)+ aq Na (気) ③ (NaCI (固) の溶解熱) (Na の Na (固) (ア) 108 kJ 4 (イ) 1 2 ;Cle(気) CI(気) (ウ) 122 kJ ⑤ (CI-CI の口(土) Na (気)= CI(気)+ e (1)(ア)~(ク)に最も適切な用語と符号を書け。 (2) 熱化学方程式①~⑦のうち必要なものを用い, 格子エネルギーQを Q:を用いて表 Na*(気)+ e (オ) 488 kJ 三 (Na の ⑦ (CIの(ク) (カ) CI-(気) (キ) 365 kJ 之。 (3) 固体のイオン結晶を構成するイオンの気体が水へ溶解するときの反応熱は水和熱と よばれる。NaCI (固)の水和熱を Qaq (>0) [kJ/mol) とすると, 次式のように表され る。 Na*(気)+ CI-(気) 8の式をD,2,③の式と比較することで, 水和熱と格子エネルギーの関係から, 固体 のイオン結晶が水へ溶解する際にいえることとして正しいものを以下の中から選べ。 (a) 格子エネルギーの値と水和熱の値を足したものが,溶解熱となる。 (b)格子エネルギーの値と水和熱の値を足したものが, 生成熱となる。 (C) 水和熱から生成熱の値を引いたものが格子エネルギーになる。 9) 水和熱の値が格子エネルギーの値よりも小さいとき; 水への溶解は吸熱反応にな Na* aq + CI aq + Qaq kJ [14 東京理大) る。

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126(3)のBで[OH]=Kbになる理由が分かりません

prIh ight impression arious of ve variet コly for no Jcd paper ping KMnO,N Col 数+2→t 4.SO,(熱濃徒酸)、Cl』 など。 ととは、相 すい 66 回酸と塩基の反応 回酸と塩基の反応 67 P ing card 準°125.(塩の加水分解) ナトリウムイオンに完全に電糧する 酢酸ナトリウムを水に溶解すると酢酸イオンとナ 生成した酢酸イォンは水分子と反応し、 CH,COO + H:0 =CH,COOH + OH- あ 「B]に当てはまる数値を次の選択肢から選べ。 you can つns, W are sce You c 「Our」 is c for or) prir ur」 コe B:(ア) 4.3 (イ)4.7 (ウ) 9.3 () 9.7 2.0×10 (オ) 10.0 (オ) 4.0×10- (12 早稲田大) の平衡状態にあり,その平衡定数は, ICH,COOH][OH] K= ICH.COO][H:0] t°127. (電離平衡) で与えられる。水の濃度は一定とみなせるので、 [CH.COOH][OH_K, ICH.COO] と 100 倍に希釈した1.0×103 mol/Lの塩酸中では, 水の電離で生じた が,これを1 きる無視できなくなる。たとえば 1.0×10-"mol/Lの塩酸中の塩代水素の電離で K[H.O]= た[H*]は1.0×10"mol/L である。また,水の電雑で生じた[H°]をa(mol/L】 K=a] 全水素イオン濃度を計算すると, 何 mol/L となるか。 お 25°C における水のイオン積は1.0×10-14mol"/L? である。 (10 近畿大) (2=1.4, V3 =1.7, /5=2.2 12) 次の文章を訪読み,問いに答えよ。 のDHも温度によって変化する。純粋な水は25°℃のとき PHは7となるが、温 logio2=0.30 とする。 [13 東京理大 改) °126, (細衝溶液とpH) 度が変化するとpH は7にならない。水の電離平衡は HO → H* + OH- る。-logio K。=4.74 として計算せよ。 logio2=0.30, 1logio3=0.48 (1)濃度0.20mol/L の酢酸水溶液100mL と, 0.10mol/L 水酸化ナトリウム水淡流 で表される。この電離平衡において, 水の電離は(7)]であり, 温度が低くなると の原理により (ウ)。このため, 25°C よりも温度が低い中性の水の pH は7よ りも)なる。 (明い)「7)]から[にあてはまる語句を下の(a)~(1)から一つずつ選べ。 「CH.COO-]がイ]mol/L 存在する。従ってこの水溶液の水素イオン濃度「H*1は ウ]mol/Lとなり, pHは[エ]である。 (b) 吸熱反応 (c) 中和反応 (d) 滴定反応 (f) 電離が起こりにくくなる (i) アレニウス (a) 発熱反応 水溶液Aを純水で10倍に薄めたときpH はオ]となる。 次に,水溶液A 100mLに1.0mol/L塩酸を1.0㎡L加えると[CH3COOH] が (e) 電離が起こりやすくなる (g) 大きく (1) ブレンステッド (3) 電離定数 4.0×10-*mol·L! をもつ弱酸型の PH指示薬Xがある。 Xの分子式を HA と表すと溶液中では下式のように電離している。 (h) 小さく (i) ドルトン (k) ルシャトリエ |カ]mol/L, [CH:COO-] が[キ]mol/L となり, 水素イオン濃度[H+] は「ク mol/L, pH はケ」となる。 (13 北海道大) 一方,純水100mLに1.0mol/L塩酸を1.0㎡L加えると, この水溶液のPHは コ」 となる。 このように,水溶液Aに塩酸を加えたときのほうが PHの変化は小さい。 HA → H* + A- HA, A- の濃度比が 0.1 以上 10以下の範囲にあるときに色調の変化が肉眼でわかると 仮定する。このPH指示薬Xの色調の変化が肉眼でわかる pHの値の範囲を有効数字 2桁で求めよ。log1o2=0.30 |ア]~ウ] カ~[ク]の数値を有効数字2桁で, また エ オ, ケおよび コの数値を小数第1位まで求めよ。 (2) (1)の水溶液Aに少量の酸あるいは塩基を加えても PHはあまり変化しない。この理 由をイオン反応式などを用いて説明せよ。 3)はじめに, 1.10mol/Lのアンモニア水を 20.0mL とり, 蒸留水で希釈して100mL とした。この希アンモニア水中の水酸化物 [14 札幌医大) [13 東京大) [16 静岡大 改)

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