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Chemistry Senior High

化学、平衡の量的関係の問題です。(4)の問題が分かりません。答えを見て一応理解はできるのですが、ノートに自分で molの量の変化を書いてみたのですが、1.5molから7.0molになっているから5.5mol増加して、酢酸とエタノールも5.5mol増加というようにならないのは... Read More

3 [平衡状態] 窒素と水素を密閉容器に入れ、 適当な触媒を加えた後、一定温度に つ, N2 +3H22NH3の平衡状態に達した。 次の (1)~(4)の記述のうち,正し ものには○、誤っているものには×を記せ。 窒素と水素とアンモニアの濃度の比は1:3:2 である。 窒素分子と水素分子の数の和は,アンモニア分子の数と等しい。 窒素と水素が反応する速さとアンモニアが分解する速さが等しい。 D窒素と水素が反応しなくなり, 反応が停止している。 5 [平衡の量的関係] 酢酸とエタノールの混合物に少量の濃硫酸を加えてある 一定の温度で反応させると,次式で示される反応が起こる。 CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 酢酸1.0molとエタノール1.8molを混合して70℃で反応させたところ, 平衡状態に なり、酢酸エチルが0.90mol 生じていた。 この反応の平衡定数を表す式を書け。 2 この反応の70℃における平衡定数を求めよ。 (3) 酢酸2.0molとエタノール2.0molを混合して70℃に保ち、 平衡状態になったとき 酢酸エチルは何mol生じているか。 (4) (3)の平衡状態にある混合物に酢酸エチルと水を加えて70℃に保ち, 再び平衡状 態になったとき, 酢酸エチルは7.0mol, 水は 7.0mol となった。 このとき, エタノ コールは何mol 生じているか。 (5) 温度を一定に保ったまま, (4)の平衡状態にある混合物に酢酸を加えたとき, この 平衡はどのようになるか。 次の(ア)~ (ウ)から選び, 記号で答えよ。 (ア) エタノールの濃度が増加する方向に移動する。 (イ) エタノールの濃度が減少する方向に移動する。 (ウ) 移動しない。 8/19 8/25 918010/10/12 10/16 4.5.8 °C X4 06 [平衡の移動] 次の各反応が平衡状態にあるとき,( (4) 新たな平衡状態における酢酸とエタノールの物質量 をそれぞれx [mol] 溶液の体積をV"[L] とすると, 7.07.0 K= -=9.0 x>0より, point S 長× x ≒ 2.3mol (5) ルシャトリエの原理から、酢酸の濃度が減少する方 向に平衡が移動する。 したがって, 正反応が進み, エ タノールの濃度は減少する。 266 平衡の移動 (1) 右向き (2) 左向き (5) 左向き (6) 移動しない 7.03.0 x 一 最初の酢酸とエタノール 物質量は等しい。 また 式より、変化量も等しい。 (3) 移動しない (4) 移動しない (7) 右向き (8) 左向き (1) 温度を上げると, 温度の上昇をやわらげるために, 吸熱反応の向き (右向き) に平衡が移動する。 (2) 圧力を大きくすると、 圧力の増加をやわらげるため に, 圧力が減少する向き, すなわち気体分子の数が減 少する向き (左向き)に平衡が移動する。 C (黒鉛)は 体なので、圧力変化による平衡の移動には関与しない (3) 温度一定で体積を大きくすると,ボイルの 圧力が減少する。この影響をやわらげるために、 圧 が増加する向き すなわち気体分子の数が増 たがって、酢酸とエタノー の平衡時の物質量は等し ルシャトリエの原理に基づいて,平衡移動の向きを考える。 平衡状態 (②2WH) → N2+3H2)の反応速度が等しく, 見かけ上 応が停止している。 また、化学反応式における各物質の係数は、反応が起 こって新たな物質が生成する際の各物質の物質量の変化 量の比を表しており, 平衡状態における各物質の物質量 の比を表しているのではない。 PV=nRT P=ORT V は分1 関 265 平衡の量的関係 (2) 9.0 (3) 1.5mol (4) 2.3mol (5)(イ) 平衡時における各物質の物質量を整理し、溶液の体積をV[L] として平衡定数の 式に代入する。 [CH3COOCH] [HO] (1) KTCH COOH] [C₂H₂OH 反応式の係数をもとに各物質の物質量の変化を整理 すると,次のようになる。 + C2H5OH 反応前 1.8 変化量 平衡時 -0.90 0.90 溶液の体積をV[L] とすると, 平衡定数Kは, 0.90 CH.COOH 1.0 -0.90 0.10 K=- mol/L x 0.90 〒mol/L a mol/L x 0.00 mol/L 0.10 平衡状態でCH COOC2Hs がx [mol] 生じたとする と、それぞれの物質量の関係は次のようになる。 CH3COOH 2.0 反応前 変化量 =9.0 C2H5OH 2.0 -x 205x 2.0 溶液の体積をV'[L] とすると, 2 K = [CH COOCH5] [H20] [CH3COOH] [C2H5OH] 020-x>0 より 20=3.0 x=1.5mol X CHCOOC2H5 0 +0.90 20.90 水 CHCOOCH 0 2,0-x 148 =90 + + H₂0 1.5 ta (=552) 7.0 これは反応によって [mol] [mol] 0.90 [mol] できたから無視しない 20 +0.90 CH3Cool + C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 05 H₂O 0 +x L² 温度が一定であれば、 平衡 定数Kは一定の値をとる。 したがって (2)で求めたKの 値を利用して計算する。 1.5 (mol) (mol) [mol] 第8章 化学平衡 | 177 Dath 化学・第3編 +α(=5.5?) 7.0

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気体の溶解度についての質問です。 大門3(1)ア 自分の解答だとバツになるのはなぜですか?

3気体の溶解度 [1994 島根大] 次の文を読み, 問いに答えよ。 H=1.00, C=12.0, 0 = 16.0, 気体定数=8.3×103L.Pa/(K・mol) A君は次のようにして炭酸水をつくった。 内容積100Lの容器中の水 700mLにドラ イアイス 2.2gを加え, すぐに密閉した。 ドライアイスが完全に消失した後、さらに十 分長い時間放置した。 このとき, 温度は27℃, 外気圧は1.0×105Paであった。 A君は,この容器内の気体の圧力を, 空気の溶解度と水蒸気圧が無視できるものとし て,次のように見積もった。 27℃, 1.0×105Paでの二酸化炭素の溶解度 (mL/水 1mL, 標準状態に換算した値) は 0.72 なので,このときの二酸化炭素の分圧をPとすると, 水 に溶解している二酸化炭素の量は, ヘンリーの法則が成立するならば [ molであり,気体の二酸化炭素の量は、気体の状態方程式を用いると mol となるから,Pは Pa と求められる。 さらに, 空気の分圧は Paとなる。 Paだから, 容器内の気体の全圧は しかし, ヘンリーの法則は窒素や | 気体について成立するのであって, (a) 二酸化炭素や うに水と反応し, 溶解度が のように溶媒と反応せず, 溶解度が のよ |気体については, 濃度が低い範囲でしか成立し |のみで ない。 また, 気体の状態方程式についても、 厳密に成立するのは コ あり、実在の気体では,低温, 高圧になるほど状態方程式からのずれが大きくなる。 (1) イに分圧P を用いた式を記入せよ。 (2) ウ オに適当な数値を記入せよ。 (3) カ~コに適当な語句または物質名を記入せよ。 (4) 下線部(a) , 二酸化炭素と水との反応を化学反応式で示せ。 キ (5) 下線部 (b) の理由を説明せよ。 ]

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問5やったんですが、合ってますか?、

2 水質汚染の指標として化学的酸素要求量 (COD) という値が用いられる。 これは水中の有機物を主とする 酸化可能物質を化学的に酸化分解するときに消費される酸化剤の量を,それに相当する酸素量で表したものであ り,単位は試料水1Lあたりの酸素消費量 (mg) で表される (mg/L)。 以下は, 河口付近の河川水を採取し, COD の測定を行った記述であるが,これについて問1~問6に答えよ。 実験ア AgNO3 (1) 試料水 50mLを三角フラスコにとり ① 硝酸銀水溶液をかくはんしながら加えたところ, 白色沈殿を 生じた。 (2) 沈殿をろ過して除いたろ液に希硫酸を加えて酸性とし, 0.005mol/L 過マンガン酸カリウム溶液 10 mL を正確に加え、沸騰水浴中で30分間加熱して酸化可能物質を酸化した。 (3) フラスコを水浴から取り出し, 温度が下がりきらないうちに未反応の過マンガン酸カリウムを 0.0125 mol/L シュウ酸溶液で適定するために 7mL 滴下したところ, 試料水の色がAからBに変 化したのでこれを終点とした。 実験イ (1) 試料水の代わりに精製水 50mL を用いて,希硫酸で酸性にしてから, 0.005 mol/L 過マンガン酸カ リウム溶液10mL を加えて煮沸し,実験アの (3) と同様の操作を行ったところ, 0.0125 mol/Lシ ュウ酸溶液を 9.5mL 滴下したところで色が変化した。 問1 下線部①について, 白色沈殿はどんな物質であると予測されるか。 物質名を答えよ。 また, 硝酸銀溶液を加 えないと,正確な COD を測定できないと考えられるがそれはなぜか。 その理由を答えよ。 問2 下線部②について 酸性溶液中では過マンガン酸カリウムはどのように反応するか。 イオン反応式で示せ。 kun04 下線部③について, シュウ酸はどのように反応するか。 イオン反応式で示せ。 問3 問4 下線部④について, 滴定の終点付近で色はどのように変化するか。 色Aと色B をそれぞれ答えよ。 問5 試料水の COD 値 (mg/L) を求めよ。 問6 最近,利根川水系で,ある有機化合物がホルムアルデヒドに化学変化し, ホルムアルデヒド汚染が問題とな った事例があった。 河川にホルムアルデヒドが混在している場合には, ホルムアルデヒドは最終的にどの。 HCHO うな物質へと変化するか。 物質名を答えよ。

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