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Chemistry Senior High

問4の考え方がわからないです。何故回答のような計算式になるのでしょうか?教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

エタノールの飽和蒸 気圧を測るために, 図 1のような装置を用い た。 目盛りのついたガ ラスびんの中に, 水を ゆっくりと滴下して, 水蒸気で飽和した空気 を送り出す。 この空気 は塩化カルシウム管を 通り、完全に乾燥され 総合演習 水 ガラスびん 塩化カルシウム管 圧力計 図1 外気圧 エタノール 恒温槽 東京大 2 恒温槽の温度を310Kに保って, この温度におけるエタノールの飽和蒸気圧を測定し (70 た。 水蒸気で飽和した空気をガラスびんから 0.60L送り出したところ, 0.20gのエタ け高く保たれていたとする。 ガラスびんから送り込まれ乾燥された空気が, 温度 310K, ノールが蒸発した。 ただし, このときガラスびん内の圧力は外気圧より, 30mmHgi 圧力 760mmHgで単独で占める体積は何〔L〕 か, 有効数字2桁で記せ。 解答には求め 問3 問2において, 蒸発したエタノールが温度 310 K, 圧力 760mmHgで単独で占める 方や計算過程も記すこと。『AYA010 体積は何〔L〕か, 有効数字2桁で記せ。 解答には求め方や計算過程も記すこと。 4 310Kにおけるエタノールの飽和蒸気圧は何mmHg か, 有効数字2桁で記せ。 問5 310Kにおける水の飽和蒸気圧は 47mmHgである。 ジメチルエーテル、ジエチル また後,一定温度に保たれたエタノール中に導入される。 空気は, エタノールと接触を繰り返 すうちに、エタノール蒸気で飽和して, 大気中へ放出される。 このように一定体積の空気を 送り出した後,残ったエタノールの質量を測定し,蒸発したエタノールの質量を求めた。 下記の問1~ 問5に答えよ。ただし, 外気圧は 760mmHg, 室温は 300 Kに保たれ、 ガラ スびん内の温度は室温に等しいものとする。また,ガラスびんから塩化カルシウム管までの 圧力は外気圧より高く, 塩化カルシウム管以後の圧力は外気圧に等しいとする。 300Kにお ける水の飽和蒸気圧は27mmHg, 原子量はH=1.0,C=12.0, 16.0, 気体はすべて理 想気体とし、 気体定数はR = 8.3×10°Pa・L/(K・mol), 760 mmHg = 1.01×10 Pa とする。 問1 エタノールで飽和した温度T, 体積Vの空気が大気中へ放出されたとする。 ガラスび んから送り込まれて乾燥された空気が温度T, 圧力 760mmHgで単独で占める体積を V, この操作で蒸発したエタノールが同じ条件で単独で占める体積を V2 とする。 V, V, V2の間に成り立つ関係を式で記せ。 解答には求め方や計算過程も記すこと。 PV=nRT T エーテルの760mmHg における沸点はそれぞれ248K, 307 Kである。 これらの値を もとに,下の(1), (2) を分子の構造に基づいて各々70字以内で説明せよ。 少ない (1)水とエタノールの飽和蒸気圧の違い 水社合→夜→気になる分が (2) ジメチルエーテルとジエチルエーテルの沸点の違い 12310 I 問2 (760+30-27)×0.6 3 300 310 P V= h R 7760+30 0.6 27 760 Vi R 問4 P V = 760mg1g V2 h 012 R 園 分子量のちゃん 300 ←リートから推測できる分 310 46310 pho 29 Vi Vit v2 = V とた 01 Xamom082

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Chemistry Senior High

(イ)の等電点の求め方についてなのですがK1とK3をかけてもグルタミンの+−はゼロにならないと思ったのですがどのように考えれば良いのでしょうか? 教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

州大 =12, “落ちてしまう。 (3) 陽イオン交換樹脂を利用すると, アミノ酸の分離ができる。 グルタミン酸をある条件下 でメチルエステル化すると、図に示したアミノ酸Aと, 原料のグルタミン酸の混合物が得 られた。 +40-(19) あたる所 0 + CH3-04 O II CH2-CH2-C-O-CH3 CH2-CH2-CLOH H₂N-CH-C-OH || K3 O アミノ酸A O H2N-CH-C-OH グルタミン酸 。 H₂Or ACAR-C-O-CH3 図 アミノ酸Aとグルタミン酸の構造 この混合物を陽イオン交換樹脂で分離できるかどうかを予想するために, グルタミン酸 とアミノ酸Aの等電点を求める。 グルタミン酸の電離平衡は,次の3つの式で表される。 ただし, グルタミン酸の陽イオンを Glu+, 中性の双性イオンを Glu, 1価陰イオンを Glu- 2 価陰イオンを Glu² とする。 高分子化 D), (E) (分子 位の平 '0x0. 180 10 ※アミノは必ず 第1段階 イオンの形で存在する!! Glu + 第2段階 Glu ← Glu 第3段階 Glu kikz= ここで,グルタミン酸の等電点は酸性側であることから, Glu² の存在は無視できる。 したがって, グルタミン酸の等電点は〔ア〕と求められる。 1 Glu + H+ 電離定数 Kg = 3.0×10 -10 mol/L [Glu] kiks = [H+] [Glu] [G [G14] + H+ 電離定数 K2 = 9.0×10 -5 Glu° + H+ 電離定数 K1 = 8.0×10mol/L [0][] K₁ = [Glut] mol/L kz= [Gl)[+] [cta] [H72[an] [Glu+] 次にアミノ酸Aの等電点を考える。 ここで, α位の炭素に結合したアミノ基とカルボキ シ基の電離定数は,アミノ酸Aとグルタミン酸で変わらないとすると, アミノ酸Aの等 電点は〔〕と求められる。 問3 グルタミン酸の2つのカルボキシ基を比べると, 側鎖にあるカルボキシ基の方がより 弱い酸である。 Glu の構造式を図にならって答えよ。 問4 文章(3)に示したグルタミン酸の電離定数を用いて[ア]および〔イ] の値を計算 し, それぞれ有効数字2桁で答えよ。 120

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Science Junior High

化学 Cは硫黄と鉄粉の質量比が5:5=1:1だから鉄が余っているのではないのでしょうか? (7:4だと7の方の3つ分が)

問6Kさんは, 鉄と硫黄の反応について調べるために, 鉄粉と硫黄の質量の組み合わせを変え て,次のような実験を行った。 図1は用いた装置と加熱の様子を、 図2の点a~eは鉄粉と 硫黄の質量の組み合わせを示している。 これらの実験とその結果について,あとの各問いに 答えなさい。ただし, 鉄粉と硫黄の混合物を加熱したときは, 硫化鉄ができる反応だけが起 こるものとする。 [実験1] 次の①~⑤の順に操作を行った。 試験管A ① 図2の点a が示す質量の鉄粉と硫黄を乳 ばちに取り,よく混ぜ合わせた。 鉄粉と硫黄の 混合物 ②乳ばちから①の混合物を4.0g取り出し て試験管Aに入れ、 加熱した。 ③加熱した混合物の色が赤く変わりはじめ たところで加熱をやめ、変化の様子を観察 した。 ⑨反応が終わり, 試験管Aの温度が下がっ たところで試験管Aに磁石を近づけ磁石 に引きつけられる物質があるかを観察し た。 ⑤ 試験管Aの中身を少量取り出し, 5%の 塩酸と反応させ, 発生した気体のにおいを 調べた。 6.0 5.0 硫 4.0 質 3.0 図1 b c P 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 鉄粉の質量[g] 図2 1.0 [実験2] 鉄粉と硫黄を図2の点be が示す質量の 組み合わせにかえ, 〔実験1〕 と同様の操作 [g] 2.0 を行った。このとき,点bの質量の組み合わ せには試験管Bを用い, 同様に,点cには試 験管Cを,点には試験管Dを,点eには試 験管Eを用いた。 0

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Chemistry Senior High

カの問題でメタンと一酸化炭素の混合気体なのに分子量が18になっているのはなぜですか?

メタンと一酸化炭素の混合気体に酸素を加え完全に燃焼させた。 ただし, 生じた水はすべて液体 で、その体積は無視してよいものとする。また、気体の体積は標準状態におけるものとする。 問 混合気体の体積が11.2L, 生じた水の質量が7.2g のとき, 次の問い (問1-1 えよ。 ~ 6)に 1-1 混合気体中のメタンの物質量[mol] はいくらか。 最も適当な数値を,次の①~⑥の中 から一つ選べ。 ア ① 0.10 0.20 3 0.40 ④ 1.0 ⑤ 2.0 6 4.0 問1-2 メタンと一酸化炭素の体積比はいくらか。 最も適当なものを,次の①~⑥の中から つ選べ。 イ の ① 1:1 1:3 (h) ③ 2:1 (4 2:3 (5) 2:5 (6 3:5 問 1-3 一酸化炭素の質量は何gか。 最も適当な数値を,次の①~⑥の中から一つ選べ。 ウ 玉 ① 2.8 ② 5.6 8.4 ④ 11.2 ⑤ 16.8 ⑥ 19.6 問1-4 この反応で生じた気体と、同じ気体を生じる反応はどれか。 次の①~⑤の中から二つ 選び 同じ解答欄にマークせよ。 I ① 石灰石に塩酸を加える。 過酸化水素に酸化マンガン (IV) を加える。 (3) エチレン C2H4 を燃焼させる。 ④ 亜鉛に希塩酸を加える。 ⑤ 塩化アンモニウムと水酸化カルシウムを混ぜて加熱する。 問1-5 反応に必要な最小限の酸素の体積 [L]はいくらか。最も適当な数値を、次の①~⑥の 中から一つ選べ。 オ ① 9.0 ② 11.2 ③ 12.4 ④ 13.4 ⑤ 14.6 6 15.7 問1-6 この混合気体の平均分子量はいくらか。最も適当な数値を、次の①~⑥の中から一つ 選べ ① 20.0 ② 20.8 22.0 ④ 23.2 ⑤ 24.0 6 25.0

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Chemistry Senior High

問1で水蒸気圧を考慮していないのは何故ですか...?教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

3 次の実験操作(1)~(5)を行った。 (1) 27.0℃、1.01×10 Pa の空気中で、コックつきの500mL mL容器の中に27.0 の中に27.0℃の水 (2) 操作(1)の後、 コックを開いたまま500mL容器を加熱して、 容器中の水と気体の 100mL を入れた。このとき、容器中の気体を気体Aとする。 温度を77.0℃にした。このとき、容器中の気体を気体Bとする。 (3)操作(2)の後、コックを閉め、 容器中の水と気体の温度を20℃にした。 き、容器中の気体を気体Cとする。 このと (4) 操作(2)の後、 容器中の水と気体の温度を77.0℃に保ったまま、容器中の圧力を 4.16×10 Pa にまで減圧し、 コックを閉めた。 このとき、 容器中の気体を気体Dと する。 (5) 操作(4)の後、 容器中の水と気体の温度を27.0℃にした。 このとき、 容器中の気 体を気体Eとする。 (1) (2) (3) 大気圧: 1.01 × 10 Pa 大気圧:1.01 × 10 Pa コック開 コック開 500mL容器 加熱 冷却 気体B 気体 C 77.0 °C 27.0 °C 水 水 気体 A 27.0°C ¥400 100mL の水 ← コック閉 必要であれば、 表の水蒸気圧と温度の関係を用いよ。 なお、 気体A~Eは、窒素 と酸素と水蒸気のみからなり、 理想気体とみなせるものとする。 また、窒素と酸素 るものとする。 は水に溶解しないもの しないものとし、 すべての操作において水(液体) は容器中に存在してい 17.0 27.0 温度 (℃ 37.0 水蒸気圧 〔×10¾Pa] 1.9 47.0 3.5 6.2 57.0 10.5 17.2 67.0 温度 [℃] 77.0 87.0 水蒸気圧 〔×10°Pa] 97.0 27.2 41.6 107.0 62.1 90.5 128.7 問1 気体Aに含まれる分子の物質量の合計を有効数字2桁で求めよ。 問2 気体Bに含まれる窒素の分圧および酸素の分圧はそれぞれ何 Paか。 有効数字 平衡状態にあるとする。 2桁で求めよ。 なお、 窒素と酸素の物質量比は4:1であるとし、気体Bは水と 問3 気体Cに含まれる水蒸気の分圧と気体Cの全圧はそれぞれ何 Paか。 有効数字 2桁で求めよ。 なお、 操作(3)において、 水(液体) の体積変化は無視してよい。 問4 気体Dに含まれる水蒸気の分圧は何Pa か。 有効数字2桁で求めよ。 問5 気体Eに含まれる水蒸気の分圧と気体Eの全圧はそれぞれ何 Pa か。 有効数字 6 2桁で求めよ。 500mL容器のかわりに250mL容器を用いて、 操作 (1) および(2)を行った。 気体 Aに含まれる分子の物質量、 気体Bに含まれる窒素の分圧および酸素の分圧は 減圧 500mL容器を用いた場合に比べてそれぞれ何倍になるか。 有効数字2桁で求 (4) (5) よ。 圧力: 4.16 × 10'Pa コック閉 コック閉 次の図は、カルシウムとその化合物の相互関係を示したものである。 cacl Paso 冷却 H2SO4 気体D 気体E B C 77.0°C ← CaS 27.0°C HCI HCI Calothi H2O CO2 Do 図 実験操作の概略 Ca A Caca CO2, H2O. 加熱 H2O 加熱」 COOF

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