解いてくださいお願いします

浜松医科大学入試対策講座 演習問題 2 No. 2 (裏) 生物の細胞内では、さまざまな化合物の緩衝作用により,pHが中性付近に保たれている。リン酸二水素塩とリン酸 水素塩の組み合わせもその一例である。以下では、これらのリン酸塩の25℃における電離平衡と緩衝作用について 考えよう。リン酸は水中で次のように3段階で電離する。 HsPOH+ + H2PO4 (1) H2PO4H+ + HPO HPO H+ + PO (3) (2) Ki = 7.5×10mol/L K = 6.2×10mol/L K's = 2.1×10-13mol/L K. K, K はそれぞれ (1) (2) (3) 式の平衡定数である。 また、水のイオン積を K(=1.0×10-14mol/L2 ) とする。 はじめに, 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液の平衡について考える。 この塩は水中で完全に電離する。 生じたH2P O イオンに関しては, (2) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 .(4) H2PO4 + H2O H3PO4 + OH- この平衡において、水のモル濃度 [H2O][mol/L]は一定とみなせるため, (4) 式の平衡定数 Ka は H2PO4 HsPO4, OH-のモル濃度を用いて、 [H3PO4] [OH-1 K₁ = A [H2PO4] と表される。」との値の比較から、この水溶液はウ性を示すことがわかる。 次に, 0.10mol/LのNa2HPO 水溶液の平衡について考える。 この塩も水中で完全に電離する。 ここで生じたHP 042 イオンに関しても、 (3) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 HPO42 + H2O HPO + OH- (5)式の平衡定数は, K5 = [H2PO4][OH-] [HPO2] B と表される。面との値の比較から,この水溶液はエ性を示すことがわかる。 (5) さらに、この NaHPO4 水溶液の水素イオン濃度[H+] [mol/L] を表す式を導いてみよう。 そのために, (2) 式と(3)式 を組み合わせた次の平衡を考える。 2HPO H2PO4 + PO」-. ・(6) (6)式の平衡定数は,次式で表される。 [H2PO4][PO4] K6 = C [HPO42-J2 リン酸一水素塩の濃度が0.10mol/Lの場合, (3) (5) (6) 式のうち, (6) 式の平衡が最も大きく右方向に偏る。 また, (3) 式と (5) 式の平衡定数を比較すると,前段の考察からオ式の平衡定数の方が十分に大きいため、もう一方の 式の平衡は無視できる。 したがって, [H+] を求めるためには,オ式と(6)式の2つの平衡を考慮すればよい。 オ式と(6)式の平衡反応によって消費される HPO4 イオンの濃度を、 それぞれ [mol/L] と [mol/L] とおくと、 HPOPOの各イオンのモル濃度は次のように表される。 H2PO4 [H2PO4] = I [HPO42] = 0.10-x-y [PO-] = II ここでオ式と (6) 式の平衡定数は非常に小さいので, 0.10-x-y≒0.10 と近似できる。 よって, x, y, 平衡 定数を含む2つの関係式から,[H+] [mol/L] は, [H+] = K2Ks+ D と導かれる。 問4 問5 問6 ウオにあてはまる語句または数字を記入せよ。 I II にあてはまる数式を, x, y を用いて記せ。 A~Dにあてはまる数式を K, K, K, Kw を用いて記せ。 7 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液10mL と 0.10mol/LのNa2HPO4 水溶液10mL を混合して緩衝液を調製した。 この緩衝液に関して、次の(i), (ii)の問に答えよ。 ただし、この緩衝液については、(2)式の電離平衡のみを考慮す ればよい。 数値は有効数字2けたで答えよ。 (i) この緩衝液の水素イオン濃度 [mol/L] を求めよ。 この緩衝液に 0.10mol/Lの塩酸をpHが7.0になるまで加えた。加えた塩酸の体積 [mL] を求めよ。 また、この 値を用いて、塩酸の添加による水素イオン濃度の増加量 (AD [H+]) と塩化物イオン濃度の増加量(4[CI-I)の比 A[H+1 A[CI-] を求めよ。 計算過程も含めて、解答欄の枠内で記せ。

問3の比熱容量の求め方を教えてください

6:03 R 97 2 熱とエネルギーについて、 問1~問5に答えよ。 金属の比熱容量 (比熱) を調べるために、 次のような実験を行った。 断熱容器に200gの水を入 れて一定時間経過後, 温度を測ると35℃であった。 そこに85℃に熱した100gの金属を入れ 1秒ごとに水の温度を測ったところ、 図1のように38℃で一定となり熱平衡となった。熱の移 動は水と金属との間のみで行われるものとする。 温度(℃) 85 38 35 ・経過時間 熱平衡に達した時間 図1 問1 金属の温度変化として最も適切なものを,次の①~④のうちから一つ選べ。 解答番号は ① 温度(℃) 85 38 35 38 85 温度(℃) ② 温度(℃) 85 38 35 経過時間 熱平衡に達した時間 @ 温度(℃〕 85 38 38 35 35 経過時間 熱平衡に達した時間 5- 経過時間 熱平衡に達した時間 ・経過時間 熱平衡に達した時間 2024KNIA-06-006 科学と人間生活 問2 この実験における金属と水との間の熱の伝わり方の説明として最も適切なものを 次の① ~④のうちから一つ選べ。 解答番号は 2 金属から熱運動が伝わる熱伝導によって水に熱が伝わる。 ② 金属から電磁波が生じる熱放射によって水に熱が伝わる。 金属と水で物質の移動が生じる熱対流によって水に熱が伝わる。 ④ 金属に含まれている熱の素となる物質によって水に熱が伝わる。 問3 この金属の比熱容量として正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。ただし水の比 熱容量を4.2J/ (g・K) とする。 解答番号は 3 。 mext.go.jp プライベート

問7についてなのですが、グルコースの濃度が0.0015mol/lになる理由とグルコースのモル濃度が異なるのに最終的な液面の高さが同じになる理由を教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

第3問 次の文を読み, 問 1~7に答えよ。 必要のある場合には次の数値を用いよ。 Na=23 原子量: H=1.0 C=12 N=14 0=16 S=32 【実験】 Ca=40 Cl=35.5 気体定数R=8.3×10° Pa・L/(K・mol) 水は通すが、溶質は通さない半透膜を用いた。 図のA側には 0.001mol/L グル コース水溶液をB側には純水を等量ずつ入れた。 最初, 液面の高さは等しかったが, そのまま放置したところ(a)の液面は下がり、(b)の液面は上がり、最 終的な液面の高さの差はん」 になった。 アボガドロ定数: 6.02×1023/mol 1atm=1.0×10 Pa=1.0×10N/m2, 重力加速度g=9.8m/s', 1N=1kg×1m/g2 体内の細胞外液と細胞内液の浸透圧は等しく保たれている。 もし、細胞内液の浸透圧が細胞 外液に比べて非常に高ければ, 細胞は破裂するであろう。 一般に,溶液と溶媒が半透膜で隔離 呼ばれ, 血液と浸透圧が等しく注射液として用いられる。 生理食塩水以外に 0.31mol/L グル されていれば, 溶媒は平衡状態に達するまで溶液側に流入する。 0.9% 食塩水は生理食塩水と 図のように左右の内径が等しいU字管に半透膜を固定し, 浸透圧について調べてみた。 用 コース水溶液なども注射液として用いられる。 いた塩類は水溶液中では完全に電離しているものとみなしてよい。 また, 水の蒸発は無視でき るものとする。 実験は25℃で行った。 【実験Ⅱ】 実験と同じ半透膜を用いて, A側には 0.0005 mol/L NaCl水溶液をB側に 0.001mol/L グルコース水溶液を等量ずつ入れてそのまま放置したところ、両側の 液面の高さに差は生じなかった。 【実験】 タンパク質のような分子量の大きい粒子は通さず,グルコースなどの小さい粒子は 通す半透膜に交換した。 A側に 0.002mol/L グルコース水溶液を入れた。 また, B には 0.002mol/L グルコース水溶液と 0.002mol/L タンパク質水溶液の等量混合液 を入れてA側と液面の高さが等しくなるようにした。 しばらくそのまま放置すると, (c)側の液面は下がり(d 側の液面は上がり、最終的な液面の高さの差は 【実験】と同じになった。 問1 空欄 ad を埋めるものとして, 正しい組み合わせを ①~④の中から一つ選べ。 a b C d ① A B A B 0.002 0.002 ② 0- B A A B し ③ A B B A P:CRT =0.001×83×10×298 ④ B A B A B A D 半透膜 図 浸透圧の実験 問2 下線部(イ)の溶液の浸透圧を求めよ。 有効数字3桁で示せ。 問3 実験で, 液面が移動しないようにするにはどうしたらよいか。 問2の結果を用いて, 説明せよ。 問4 グルコース水溶液の密度を1.0g/cm として, h1 を求めよ。 有効数字2桁で示せ。ただ し、液面の移動による濃度変化は無視せよ。 問5 下線部(ロ)の理由を説明せよ。 問 60.9% 食塩水の浸透圧をPaの単位で求めよ。 有効数字2桁で示せ。 問7 下線部(ハ)の状態では, グルコースの濃度はどのようになったと考えられるか。 説明せよ。 NaCl 1000mすると 194 PV= hR T 間6 1000x 09 700 5805 -X 15 may 2 x RX 298 R 298 V P =0.31×83×10×298 0.31X XML = P:ehg 0:31×83×10×298=Moxx 98. 9.8 1.0'x -6-

問4についてなのですが式が何を表しているのか分からないです。どのように考えられているのか教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

3問 原子量: H=1.0 C=12 次の文を読み, 問 1~7に答えよ。 必要のある場合には次の数値を用いよ。 S=32 Na=23 Ca=40 水は通すが、溶質は通さない半透膜を用いた。 図のA側には 0.001mol/L グル 【実験 Ⅰ】 コース水溶液をB側には純水を等量ずつ入れた。 最初, 液面の高さは等しかったが、 そのまま放置したところ(a)の液面は下がり (Bb)の液面は上がり、最 終的な液面の高さの差はんになった。 N=14 0=16 Cl=35.5 気体定数R=8.3×10° Pa・L/(K・mol) アボガドロ定数: 6.02×1028/mol 1atm=1.0×10 Pa=1.0×10N/m2, 重力加速度g=9.8m/s', 1N=1kg×1m/g2 外液に比べて非常に高ければ, 細胞は破裂するであろう。 一般に, 溶液と溶媒が半透膜で隔離 体内の細胞外液と細胞内液の浸透圧は等しく保たれている。 もし、細胞内液の浸透圧が細胞 されていれば, 溶媒は平衡状態に達するまで溶液側に流入する。 0.9% 食塩水は生理食塩水と 呼ばれ, 血液と浸透圧が等しく注射液として用いられる。 生理食塩水以外に0.31mol/Lグル コース水溶液なども注射液として用いられる。 図のように左右の内径が等しいU字管に半透膜を固定し, 浸透圧について調べてみた。 用 いた塩類は水溶液中では完全に電離しているものとみなしてよい。 また, 水の蒸発は無視でき るものとする。 実験は25℃で行った。 B 【実験Ⅱ】 実験と同じ半透膜を用いて, A側には 0.0005mol/L NaCl水溶液をBに 0.001mol/L グルコース水溶液を等量ずつ入れてそのまま放置したところ,(両側の 液面の高さに差は生じなかった。 【実験Ⅱ】 タンパク質のような分子量の大きい粒子は通さず,グルコースなどの小さい粒子は 通す半透膜に交換した。 A側に 0.002mol/L グルコース水溶液を入れた。また,B側 には 0.002mol/L グルコース水溶液と 0.002mol/L タンパク質水溶液の等量混合液 を入れてA側と液面の高さが等しくなるようにした。 しばらくそのまま放置すると, 最終的な液面の高さの差は 側の液面は上がり (c)側の液面は下がり(d 【実験Ⅰ】と同じんになった。 か 問1 空欄 ad を埋めるものとして, 正しい組み合わせを ① ~ ④の中から一つ選べ。 a b C d 10-002-midi ① A B A B ② B A A B ③ A B B A P:CRT 3 ④ =0.001×83×100×29日 A B B A 問2 下線部(イ)の溶液の浸透圧を求めよ。 有効数字3桁で示せ。 問3 実験で, 液面が移動しないようにするにはどうしたらよいか。 問2の結果を用いて 説明せよ。 0.002 半透膜 図 浸透圧の実験 D' 問4 グルコース水溶液の密度を1.0g/cm として, h1 を求めよ。 有効数字2桁で示せ。 た し,液面の移動による濃度変化は無視せよ。 問5 下線部(ロ)の理由を説明せよ。 問6 0.9 % 食塩水の浸透圧を Paの単位で求めよ。 有効数字2桁で示せ。 問7 下線部(ハ)の状態では, グルコースの濃度はどのようになったと考えられるか。 説 Nac 1000Lすると、 194 PV=RT P GR 298 0.3×83×10×298 1876 1000x 5815m/LXR hu Q.3xxm 1100'x P:Phg 0.3×83×10×298=noxx+ 9.8 -6-

この問題の2番がよくわかりません｡よくわからない部分の解説にカッコをしてます｡

62 第3編 物質の変化 115 〈NO2とNO の平衡〉 ★★ 褐色の気体NO と無色の気体N2O4 は, 0~140℃の範囲において①式で示すような 平衡関係が存在する。 N2O4 (気) 2NO2(気) ...... ① この混合気体を用いた実験1,2について,次の各問いに有効数字2桁で答えよ。 (実験1) この混合気体を2本の試験管に入れ, > 右図のように連結した。 この試験管をそれぞれ氷 水および熱湯に浸して色の変化を観察したところ, 高温側の気体の色が濃くなった。 (0 (実験2) ピストン付き容器に0.010molのNO00~00 を入れ、容器内の温度を67℃ 容積を1.0Lに保 ったところ, ①式で示すような平衡が成立し 合気体の圧力は4.6 × 10'Paを示した。 貴 (1) 実験1から考えて, ①式の正反応は発熱反水 応, 吸熱反応のいずれか。 また, その理由を簡 単に説明せよ。 熱湯 (2)実験2において, N2O4の解離度はいくらか。 また, 67℃での①式の圧平衡定数 K を求めよ。(気体定数R = 8.3 × 10 Pa・L/(K・mol)とする。 D01 ($) (3)67℃に保ったまま、ピストンをゆっくり押して混合気体の圧力を 9.0×10 Pa と した。このときのN2O4 の解離度はいくらになるか。 R (早稲田大 (改)

印つけてるとこの途中式教えてください！

(2) 窒素、水素, アンモニアの分圧をそれで ると、この平衡の圧平衡定数 Kp は,次式のように表される。 Kp PNI 2 P2・P3 よって、この式に各分圧を代入すると, (2.0×10 Pa)2 Kp= =4.0×10 /Pa 1.0×10° Pax (1.0×10°Pa) となる。 107. 1 21 37 47 34 69 74 108. (1) ⑩ 右 右 右 右 ⑥ x ©x (3)右 左 左 [解説] (1) 気体分子の数が減る方向に平衡が移動する。 (2)温度が下がる方向へ移動する。 触媒は、反応の速さを大きくするだけで、 平衡の移動には関係し ない。

（1）がわかりません。水銀が出てきてないのに水銀の7.60×10＾2mmHgの値つかっていいんですか？そもそもどうやってこの問題とくんですか？

仙人)2010」 H=1.0,C=12.0,N=14.0,O=16.0 R=8.31 × 10°Pa・L/(K・mol) 大気圧下(1.01×10 Pa=7.60×102mmHg)において、 一端を閉じたガラス管を水で満たし、 水 を入れた容器中に倒立させた状態で固定した。 次に、 このガラス管内に水の電気分解で生成し た水素をFig.1のように捕集した。 (1) 水素を捕集したガラス管内の水面はその外側の水面に比べて3.80 cm高かった。 ガラス管内の気体の圧力は大気圧に比べて何Pa低い か。 有効数字2桁で書け。 尚、水と水銀の密度は、それぞれ 1.00g/cmおよび13.5g/cm²であるとする。 ガラス (2) Fig.1の状態からガラス管を押し下げ、その内側と外側で水面の高さ が等しくなるようにしたところ、 ガラス管内の気体の体積は83.1mL、 温度は300Kであった。 捕集された水素の物質量 [mol] を有効数字2 桁で書け。 ただし、 ガラス管内は気液平衡状態にあり、 300Kにおけ る水の蒸気圧は3.60×10 Paである。 また、 水素は水に溶けないもの Fig.1 3.80cm

33の2番なんですけど最初気液平衡で、途中からそうでなくなる理由を教えてほしいです。

第Ⅰ章 物質の状態 思考グラフ PIV=PV2 R. アコ 9.333 H=1.0 He=4.0C=120=16 1.3? 6.7×105 33 水蒸気圧のグラフ■ピストン付きの密閉容器に一定量の水を入れ, 気液平衡に達し のち、次の(1),(2)の操作を別々に行ったところ,いずれも途中で水はすべて蒸発し た。体積Vまたは温度Tと, 圧力Pの関係として,最も適当なものをそれぞれ選べ。 (1) Tを一定に保ちながらピストンを引き, Vを大きくしていったときのPとV (2) Vを一定に保ちながら加熱し, Tを上げていったときのPとT P ① P ② P ③ P ④ P ⑤ V または T V また 33わからない

緩衝液のphの求め方教えて下さい。お願いします🙇‍♂️

◆問題 343 発 緩衝液 0.10Lの酢酸水溶液10.0mLに0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 5.0mL を 加えて、緩衝液をつくった。 この溶液のpHを小数第2位まで求めよ。 ただし,酢酸の 電離定数を Ka=2.7×10-5mol/L,log102.7=0.43 とする。 LOW 第章 物質の変化と平衡 考え方 反 解答 ( 緩衝液中でも,酢酸の電離平衡 が成り立つ。混合水溶液中の酢 酸分子と酢酸イオンの濃度を求 め, 電離平衡の量的関係を調べ ればよい。このとき,酢酸イオ ンのモル濃度は,中和で生じた ものと酢酸の電離で生じたもの との合計になる。これらの濃度 を次式へ代入して水素イオン濃 度を求め, pH を算出する。 残った CH3COOH のモル濃度は, 0.10× 10.0 1000 -mol-0.10× 5.0 1000 mol 0.10 x mol (15.0/1000) L また,生じた CH3COONa のモル濃度は, 5.0m 1000 = 0.0333mol/L (S) (g) m0.0 -=0.0333mol/L (15.0/1000) L 混合溶液中の [H+] を x[mol/L] とすると, 平衡状態CH3COOH 1 H+ + CH3COO- はじめ 0.0333 [H+][CH3COO-] 平衡時 0.0333-x 0 x 0.0333+x 0.0333 [mol/L] [mol/L] Ka= ① 340 [CH3COOH] [CH3COOH] [H+]= ② [CH3COO-] xの値は小さいので, 0.0333-x= 0.0333,0.0333+x= 0.0333 とみなすと, ②式から [H+] = Ka となるため, pH=-logio [H+]=-logio (2.7×10-5)=4.57 X 発展例題28 溶解度積 問題 346 347

(A)の水の水蒸気ってどっから出てきたんですか？

て固体への状態変化が起こる。 分子 考え 60 A : イ B : ウC : イ D : オ ×101≒4.0(kPa) 解説 A:水の飽和蒸気圧によって水銀柱が760mm から730mmに 低下した。 760mmHgが1.01×10 Pa (101kPa) に相当するので, 760-730 760 (固体) 0°C B:コック Zを開けた後の水素の分圧を DH2 〔kPa〕, 酸素の分圧を Poz 〔kPa〕 とおく。 ボイルの法則より, ② 30(kPa)×2.0(L)=pH2×5.0(L) 40(kPa)×3.0(L)=pozx5.0(L) 混合気体の全圧はp=12+24=36(kPa) PH2=12(kPa) Poz=24(kPa) C: 同温, 同体積より (分圧比)= (物質量比) である。 水素の燃焼で 発生する H2O がすべて気体であると仮定すると, 2H2 + O2 → 2H2O ※② ボイルの法則は,単位が同 であれば (Pa) や (L)に担 して代入する必要はない。 反応前 12 24 (kPa) 3◄ 変化量 12 反応後 0 -6 18 +12 (kPa) 12(kPa) a ここで, H2O は 27℃における飽和蒸気圧 4.0kPaを超えており すべて気体であるという仮定は誤り。気液平衡(気体と液体が存在 する) 状態が正しく, H2Oの分圧は飽和蒸気圧の4.0kPa である。 全圧力は= po2+PH2O = 18+4.0=22(kPa) D:(12-4.0)kPa に相当する水蒸気が凝縮したので 12-4.0 ×100=67(%) ※③ (変化した物質量の比) 反応式の係数の比)