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Engineering Undergraduate

どなたかこちらの問題の答えを解説してもらえないでしょうか?

B2-1~B2-2 の2間のうちから1問を選んで解答しなさい. (配点10点) B2-1 次の文中の空欄に当てはまる最も適切な答えを候補群から選びなさい。 風船は天然ゴム (イソプレン) で作られており, 膨らませた後で縮んでいく過程は気体の膜透 過現象とみなせる. 実際に, 空気と水素にて同じ大きさに膨らませて一晩置いたところ, 空気を つめた風船はほとんど大きさを変えなかったのに対して水素の方は半分ほどの大きさに縮んだ。 この結果に対する理由について, 以下のような説明をすることができる。 気体分離膜中の着目分子の移動速度 Q/A[mol*m?*sりは, 拡散係数 D, 膜厚 tm 膜中の供給側 (風船内)の濃度を CH, 透過側 (大気) の濃度を Cとすると, 次式で表すことができる。 2-D(C-C) A t ここで膜中の濃度 CH, CLは測定するのは困難であるため, 着目成分の気相中の分圧 pと膜中の濃 度Cとの間に一定の平衡関係を適用して濃度を気相分圧 p で書き表すことにする. その関係式と して、 型の式を適用すれば、 a C=S*p と表される。ここで, Sは b に関係する係数である. 着目成分の供給側の分圧を pa, 透過側 の分圧を pとして, 上式を式(1)に代入すると着目成分の膜透過速度は次式で表される。 2- A c(d]-e) C P 式(3)において, 膜厚は同じとみなすと, 残りのバラメータの大小によって風船の収縮速度が決 まる。つまり,冒頭で述べた空気に比して水素の風船が早く縮んだのは, 水素の透過が大きかっ たためと理解できる. その 1番の理由は 内外で|g|ためにそれが小さい. 2番目の理由は,分子の大きさや質量に依存する 素の方が大きいことである.なお, 炭素数4以上の有機ガス (例えばブタン)になると i は小 さくなるものの, それ以上にj_が大きくなるために水素よりも早く縮むことが知られている。 f が大きいためであり,空気の風船の場合は組成が h が水 [候補群] 0 Heury (2) Langmuir (2)飽和度 a (3) Freundlich (4) Raoult (5) Fick b (1)揮発度 (3)溶解度 (4)分散度 (5) 自由度 S D D C DS Dt。 Stm S DS 「m d (3) Pu PL (2) PL (4) PHS (5) pLS (1) pH (2) pL (3) PL PH (4) PHS (5) pLS (1) pL (2) pu- PL (3) PH (4) 2 (5) D S (6) S (8) 同じである (9) 差が小さい (10)差が大きい

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(4)について 操作2で水に溶けているCO₂の体積は、0⁰C基準だったものを20⁰C基準にしたので(圧力は大気圧のまま)、操作3で圧力を加えたときに成り立つ全体の式は、0.933Lに(大気圧/加えたあとの圧力)をかけないといけないと思ったのですが、この考え方のどこが間違っ... Read More

次に,二酸化炭素 CO2 と水を使って, 以下の操作1~3を順次行った。 操作1 ピストンのついた容器に CO2 を 20℃, 1.013 × 10° Paにおいて,4.80L封入した(図 操作2 さらに,容器内に水を1.00L入れて 20℃, 1.013 × 10°Paで放置すると,平衡状 態となり,気相部分の体積は 操作3 最後に,温度を20℃に保ったまま圧力を A Lとなった(図3)。 B x 10° Paにすると, 平衡時の気 相部分の体積が 1.00Lになった(図 4)。 293 Lotmf. V 1え 20 ℃, 1.013 × 10° Pa 293 20 ℃、1.013 × 10° Pa 圧力を A L CO2 CO2 B ×10Pa 水を1.00L にする 20 ℃, 4.80 L< 入れる B ×10° Pa 1.00 L< CO2 1.00 LCO:の飽和水溶液 1.00 L< CO。の飽和水溶液 図 2 図 3 図 4 (2) 図3において, 水に溶解している CO2を取り出して気体に戻したときの体積(L] は,以下の(i).(i)の条件下では, それぞれいくらか。有効数字2桁で答えよ。 0.47- (i) 0℃, 1.013 × 10° Pa(標準状態)に換算して表したとき か47×108 273、 Xx- (i) 20 ℃, 1.013 × 10° Pa(平衡状態)に換算して表したとき 24 293 Yo.47 273 (3) 図3について, 空欄 に当てはまる数値を, 有効数字2桁で答えよ。 A 107 (4) 図4について, 空欄 に当てはまる数値を, 有効数字2桁で答えよ。 d、より B 293 293 4 D

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この⑵の別解の求め方で”そのときの圧力”とあるのですがどういうことなのですか?いまいちよくわかりません😭😭😭 逆にそのときの圧力じゃないときってあるんですか?

基本例題26 気体の溶解度 水の 問題 228-229 水素は,0℃, 1.0×10°Pa で, 1Lの水に22mL 溶ける。次の各問いに答えよ。 (1) 0℃,5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何 mol か。 (2) 0℃,5.0×10Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何 mLか。 (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃, 1.0×10°Pa に保ったとき,水素は何 mol 溶けるか。 1Dalt セべ がし 解答 (1) 0℃, 1.0×10°Paで溶ける水素の物質量は, 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 標準状態における溶 解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を 2.2×10-2L_。o 22.4L/mol -=9.82×10-4mol II 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×10° Pa では, 5.0×105 9.82×10-4mol×- =4.91×10-3mol=4.9×10-3mol 1.0×105 (2) 気体の状態方程式 PV=nRT からVを求める。 4.91×10-3mol×8.3×10°Pa·L/(K·mol) ×273K 5.0×105Pa 用いる。 別解)溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下 では,圧力が変わっても 一定である。 (3) 混合気体の場合,気 体の溶解度は各気体の分 圧に比例する。 TOg =2.2×10-2L=22mL 別解圧力が5倍になると,溶ける気体の物質量も5倍にな る。しかし,この圧力下で溶ける気体の体積は,ボイルの法 則から1/5 になるので,結局,同じ体積 22mLになる。 (3) 水素の分圧は1.0×10°Pa×1/4=2.5×10 Pa なので,溶 ける水素の物質量は, 0中文の ①お 85 9.82×10-4mol×(2.5×10°/1.0×10°)=2.5×10-3mol 00 皿章|物質の状態

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理論化学 平衡 反応速度式は実験により決定されると思うのですが、この場合はどのように反応速度式を導いているのでしょうか? よろしくお願いします🙇‍♂️

水素とヨウ素からヨウ化水素が生成する反応は(a)式で示される可逆反応でっ う 58 第3編 物質の変化 104〈HIの生成と平衡定数〉 ★★ He(気)+L(気) = 2HI(気) 真空容器に水素とヨウ素を封入し,温度を 600 K, 全圧を1.0× 10° Paに保って反応させたと ころ,水素の分圧は右図のように変化し,平衡時 t。では0.10 × 10° Paを示した。次の問いに答えよ。 (0 この反応で生成したヨウ化水素の分圧と反 応時間の関係を図に実線で示せ。 (e) 平衡時における水素,ヨウ素およびヨウ化 水素の濃度はそれぞれ何 mol/Lか。 ( 600 Kにおける(a)式の平衡定数を求めよ。 (a)式の正反応および,逆反応の速度定数をそれぞれk, kaとして,(a)式。 数をぬ, keを用いて表せ。 (5) 反応時間もにおける正反応の速度は,逆反応の速度の何倍か。 真空にした10Lの容器に,水素0.10 mol,ヨウ素0.10 molおよびヨウ 0.40 molを封入し,600 Kに保つと(a)式の反応はどちら向きに移動するか 平衡状態に達したとき,容器内に存在するHIの物質量を求めよ。 の 次に,容積を 10Lに保ったまま温度を45 ℃に冷却したところ,固体の三 析出し,容器内の圧力は1.37 × 10* Paを示し平衡状態となった。このとき Heの分圧の比は8:1であった。45 ℃における(a)式の圧平衡定数を求めよ。 ただし,45 ℃におけるヨウ素の昇華圧は2.0× 10° Paとする。 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 し、80r0 0! to h e s 反応時間 fer 18t1 (同志 V 水素の分圧〔× 10$Pa ]

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化学の溶解の範囲に関する質問になります。 78の⑷なのですが、そもそも重合度が何かわからず、解説を見ても理解ができません。重合度が何か調べても理解できなくて困ってます。良かったら教えてくれると嬉しいです!

実験操作によって求められる物性値を含めて 60字以内で答えよ。 実験操作には、 を用いて溶液濃度を計算するための計算方法を記述する必要はない。もし、 (1)でな。柱の高さ: 760mm, H=1.0, C=12, O=16, 気体定数 R:8.3×10°Pa·L/(K·mol) た濃度が複数の場合には, それらすべてが共通して求められるように実験操作 (1)で答えた濃度を求めるために, 追加mして行わなければならない実験操作を、そ 36 40 回溶 液 41 下の問いに答えよ(数値は有効数字2桁)。 水のモル凝固点降下:1.85K·kg/mol, 水銀の密度: 13.6g/cm", 1.01×10°Pa の水銀 (1) 水溶液Aの凝固点降下度を求めよ。 (2) 水溶液Aの浸透圧を求めよ。ただし,浸透による濃度変化を無視する。 水溶液Aの液柱の高さんは何 mm か。ただし,毛細管現象は無視する。 W 水溶液Bに含まれるポリビニルアルコールの重合度を求めよ。ただし,このポリビ ニルアルコールの重合度に分布はないものとする。 (18 東京慈恵医人 値を記述せよ。 °7. 〈密閉容器内の気体の溶解〉 10°℃で8.1×10-°mol の二酸化炭素を含む水 500mL を容器に 入れると,容器の上部に体積50mLの空間(以下,ヘッドスペー スという)が残った(右図)。 この部分をただちに 10℃の窒素で 大気圧(1.0×10°Pa)にして, 密封した。この容器を35°℃に放置 して平衡に達した状態を考える。 このとき、ヘッドスペース中の窒素の分圧はA]Paになる。 なお,窒素は水に溶解せず, 水の体積および容器の容積は 10°℃ のときと同じとする。 二酸化炭素の水への溶解にはヘンリーの法則が成立し,35°C における二酸化炭素の 水への溶解度(圧力が1.0×10°Paで水1Lに溶ける, 標準状態に換算した気体の体頼 は0.59Lである。スドスペース中の二酸化炭素の分圧をか[Pa]として, ヘッドス ペースと水中のそれぞれに存在する二酸化炭素の物質量 n」[mol] と n2 [mol) は、かを ヘッドスペー 50mL (16 金沢大) t°79. 〈溶媒分子の移動〉 次の文章中の空欄口には最も適当な語句·記号·数値(有効数字2桁)を答えよ。 H=1.0, C=12, O=16, Na==23, Cl=35.5 (実験に用いた溶液) (溶液a) 180mL (180g)の水に18gのブドウ糖を溶解した水溶液 (溶液b) 180mL(180g)の水に5.85gの NACI を溶解した水溶液 図のように,大きなガラス容器にビーカーAとBを セットし,Aには溶液aを,Bには溶液bを入れて密 閉した後,室温(25℃)で平衡に達するまで放置して おいたところ,ビーカー①]の液量が増加していた。 不揮発性の溶質が溶けた希薄溶液では, その蒸気圧は 純溶媒に比べて なる という現象が起こる。 ガラス容器を密閉すると, 蒸気圧の高いビーカー からビーカー 6]に徐々に 水が移行し,平衡状態では両者の蒸気圧が等しくなる。ガラス容器中に水蒸気として存 在する水の量は無視できるものとすると, 移行した水の量は[]mL となる。ただし, は質量モル濃度に比例するものとする。 二酸化炭 を含む水 500ml。 A B 用いて表すと n=イ]×p n2=[ウ]×p である。これらのことから, ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧かはエ Paであ る。したがって,35°℃における水の蒸気圧を無視すると,ヘッドスペース中の全圧は |オPaである。 (10 東京理大 改] 問いア~[オ]に適切な数値を有効数字2桁で記せ。R=8.3×10°Pa·L/(K·mol) °80.〈酢酸の二量体と会合度〉 次の()に最も適合するものを,それぞれ下から選べ。H=1.0, C=12, O=16 ある炭化水素1.00gをベンゼン 100gに溶かした溶液の凝固点は5.10°℃であった。 ベンゼンの凝固点は5.50°℃,モル凝固点降下は5.12K·kg/mol である。これより,こ の炭化水素の分子量は(A )と求まる。一方, 酢酸はペンゼン中では( B )により一 部が二量体として存在する。酢酸1.20gをベンゼン 100gに溶かした溶液の凝固点は 4.89°Cであった。このとき, ベンゼン溶液中で二量体を形成している酢酸分子は,すべ ての酢酸分子の約( C ) %である。 [15 京都大) °78.(浸透圧〉 分子量 1.0×10° のポリビニルアルコール 1.0gを100gの水に溶解して水溶液Aを調 製し,その凝固点降下度を測定した。さらに, 右図の装置を用いて水溶液Aの浸透圧を測定 した。その際,水溶液Aの温度は30°℃であ り,その密度は1.0g/cm° であった。 また,重合度の異なるポリビニルアルコー ル 1.0gを100gの水に溶解して水溶液Bを ーガラス管 ポリビニルアルコール 水溶液 レ水 (エ) 256 (オ) 512 (イ) 64 (ウ) 128 A:(ア) 32 B:(ア) 水素結合(イ) 共有結合 (ウ) イオン結合 ()電離 (オ) 溶媒和 C:(ア) 20 数時間放置 [16 早稲田大) (エ) 80 (オ) 90 (ウ) 60 半透膜のはたらきをもつ素焼き容器 (イ) 40 調製し,その凝固点降下度を測定したところ 0.010Kであった。 と10ン4 25k4

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