Question

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(4)のように、初見の化学反応から式を書くような問題が出た場合、どのようにして化学式を作るのでしょうか？

問2 次の記述(a)~(d)において, A~E は気体 NH 3, Cl2, CO2, N2, HCI, H 2, Ar
のいずれかである。 設問 (1)~(5)に答えよ。
(a) A, B, D には刺激臭がある。
(b) B は有色である。
(C)BとCの混合物は、室温でも光により爆発的に反応し, A を生じる。
(d) 下の図に示すような装置がある。 入口 Xと出口Yの間には,最初,乾燥し
たヘリウムガスが充てんしてあり, 装置内部は外気から遮断されている。U字
管は寒剤(氷と食塩の混合物) に浸してある。 酸化銅(II)の粉末を加熱しなが
入口X から静かにDを流すと反応が起こり, 最初乾いていたU字管の内
部には物質Mが, 気体捕集容器には無色のEが集まった。 U字管に集まった
Mは室温で液体である。これに塩化コバルトで青色に着色したシリカゲルを
浸すと, 淡赤色になった。 また,Eはハーバー・ボッシュ法の原料になる気体
のひとつである。
設問 (1) : A~E の分子式を答えよ。
設問(2): 実験室で気体D を作りたい。その発生法を表す反応式を記せ。
設問(3): 物質 M の化学式を記せ。
設問(4) (d) の反応の後, 酸化銅(Ⅱ) は金属銅に変化していた。 下線部の反応の化
学反応式を記せ。
設問(5) : 1 mol の気体Eの生成を伴う設問 (4) の反応は,265 kJ の発熱反応であっ
た。酸化銅(II)の生成熱は 167 kJ/mol (発熱反応), 液体M の生成熱は
286 kJ/mol(発熱反応)であるとき,気体Dの生成熱を求めよ。
入口X
酸化銅(ⅡI)
加熱
U字管
寒剤
気体捕集容器
水
水〇〇
出口Y

設問(1) AHCI Bl2
設問(2) 2NH4Cl + Ca(OH)2-
設問(3) H2O
問(4) 2NH3+3CuO
設問(5) 46kJ/mol
C : H2
D: NH3E:N2
CaCl2+2H2O+2NH 3
→
> 3Cu+3H2O + N2
誘導があっても、問題にある装置で起こる反応を推測するのは、 初見では少し難しいと
ポイント
思われる｡
;x=46[kJ/mol]
設問(1) (a) NH3, Cl2, HC1には刺激臭がある。
(b) Cl2 は黄緑色の気体。
(C) C12 は光の触媒下でH2 と激しく反応して HC1 を生成する。
ここまででA: HC1, B : C12, C: H2 と推定される。
(d): NH3 が酸化銅(ⅡI)によって酸化され, E: N2 が生成している。 このとき生
じた水蒸気はU字管で吸収される。 塩化コバルトの無水塩は青色だが,水和する
と淡赤色になる。ケイ酸を粒状にしたものがシリカゲルで,水を吸着する乾燥剤で
ある。また,ハーバー・ボッシュ法とは,触媒と高圧によって N2 と H2 から直接
NH を合成する工業的製法である。
設問(2)実験室で NH3 を得るには,アンモニウム塩に強塩基を加えて加熱する。し
たがって、NH4C1 の代わりに (NH4) 2SO4を, Ca(OH)2 の代わりに NaOH を用
いてもよい。
設問(③3)･(4) 気体のアンモニアは, 酸化銅(ⅡI) のような金属酸化物によって酸化され,
窒素と水に分解されることが知られている。
設問(5) 設問 (4)の反応の熱化学方程式は次の通り。
2NH3(気) +3CuO (固)=3Cu(固) +3H2O (液) + N2 (気) +265kJ
求める生成熱を x[kJ/mol] とする。 反応熱= (生成物質の生成熱の和)-(反応物
質の生成熱の和) を用いると
265=3×286-(2×x+3×167)

無機化学 銅

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

普通には暗記するしかないですが、この反応式は、普段確かに見慣れないですから、覚えなくてよいです。そのため、問題文にヒントがたくさんあり、そこから推定します。下線部だけで判断はできないです。

まず、Dは刺激臭の気体。設問2で既にDがNH3と分かっているなら簡単。分からなくても、以下を読むことと、実験装置をみる。

まず、酸化銅は還元してるのかな？と考える。ここが閃かなくても
大丈夫。次に気体捕集器にEが集まり、Eはハーバー法の原料とある。水上置換しているから、N2かH2だが、Dが刺激臭より、DはNH3となる。問題文(c)で、B,Cから紫外線でAより、B,CからHCIができるから、ハーバー法のH2は、B,Cのどちらかで使っているから、DがNH3と確定する。だから、発生した気体EはN2となる。

Mは液体で、シリカゲルの色を変えているから、H2Oとわかる。ここまでで、左辺にCuO+NH3がわかり、右辺に、N2+H2Oがわかる。Nが酸化しているから、Cuが還元しないと成り立たないから、Cuは単体になると推測できる。HかOが還元するかも？と考えたら、左辺のOは-2で無理、Hは、+1だから、単体H2になるなら、Cuが還元しない可能性もあるが、発生する気体はH2ではないから、これも当てはまらず、Cuが還元していると判断できる。

以上、文章で打ち込むと長い説明になったが、単純に酸化還元と考えたら、結構そんなでもない反応式かなと思います🙇

、

解答に至るプロセスを丁寧に教えてくださりありがとうございました🙇！

🍇こつぶ🐡

いえいえ🙇