Question

かん

流れるeの物質量は酸化数の変化〜と自然に書いていますが意味がわかりません😿
正極と不極の反応式を求めなくても分かるんですか？

(1)
CO2 + H2 CO + H2O (正反応は吸熱反応)
① 圧力一定で温度を下げると,平衡は発熱反応の方向,すなわち,左へ移動す
る。 よって、 一酸化炭素CO の物質量は減少する。
②一般に,温度一定で圧力を上げると, 平衡は気体分子の総数(総物質量)が減
少する方向へ移動するが,式(1)の反応では反応の前後で気体分子の総数(総物質量)
が変化しないので,平衡は移動しない。よって、COの物質量は変化しない。
③温度・圧力一定で水素Hを加えると、平衡は H2 が減少する方向,すなわ
ち,右へ移動する。よって, COの物質量は増加する。.0) W
④温度・圧力一定でアルゴン Arを加えると、容器の容積が大きくなるため, 式
(1)の反応に関わる物質の分圧は減少する。この場合、一般に,平衡は気体分子の総
数(総物質量)が増加する方向へ移動するが,式 (1) の反応では反応の前後で気体分子
の総数(総物質量)が変化しないので,平衡は移動しない。よって、 COの物質量は
変化しない。
以上より,平衡状態のCOの物質量を増やす操作は③である。
8
0.01 g81=lom 0.1XIomkg 81
問3 電池
反応物の総量が1kg 消費されるときに流れる電気量Qを比較するには,
0881-*
恋で
体か
流れる電子 e の物質量 (mol)
で昇する。
反応物の質量(g)
を比較すればよい。 流れるe-の物質量は、電池全体での反応における酸化数の変
-210-

反応物である
Osag」がもっ
るので、が
質
この
7 …0
2024年度 本試験 <解説> 化学
7
化に着目して判断することができる。
←
アルカリマンガン乾電池の放電反応では,次のように酸化数が変化する。
2MnO2 + Zn + 2H2O →
MnO (OH) + Zn (OH)2 平
(2)
.5654 ANCONA (Nom)
よって、酸化マンガン(IV) MnO22mol と亜鉛 Zn 1mol および水H2O2molが
反応するとき,2molのeが流れる。したがって,反応物 (87g/mol×2mol+65
g/mol×1mol +18g/mol×2mol=) 275g当たり,2molのeが流れることにな
(Nom) 103 103
2 mol 1 mol
流れるe の物質量(mol)
反応物の質量(g)
(1-0)5 4*
[H]
275 g 137.5gH
空気亜鉛電池の放電反応では, 次のように酸化数が変化する。
O2 + 2Zn
Zn
0
よって、
0
2ZnO
+2-2
(3)
って、酸素 O2 1 mol と Zn 2 mol が反応するとき, 4 molのeが流れる。した
「がって,反応物 (32g/mol×1mol +65g/mol×2mol) 162g当たり4mole
が流れることになり,
0.1
流れるe の物質量(mol) 4 mol
1 mol
162 g 40.5g
00
リチウム電池の放電反応では,次のように酸化数が変化する
へへ移動す
No.
Li + MnO2
0 +4
→
LiMnO2
+1+3=
オンはナトリウムイオ (3)
量)が減
物質量)
。
すなわ
1mol
よって, リチウム Lil mol と MnO2 1 mol が反応するとき, 1mol のeが流れ
る。したがって,反応物 (6.9g/mol×1mol+87g/mol×1mol=) 93.9g当たり,1
イオンの数とイオン
molのが流れることになり、
流れるの物質量(mol) 1 mol *HOSИ Ad
反応物の質量(g) 93.9 gom 0S00 A 0000-[AH]
1mol
め、式
子の総
本分子
量は
40.5 g
93.9 g
TH
空気亜鉛電池 リチウム電池 アルカリマンガン乾電池
となる。
1 mol
なので,Qの大きい順に並べると
137.5 g
中和が進
HHが中和さ
1
なお,それぞれの電池の各電極では,次の反応が起こっている。
アルカリマンガン乾電池
正極 2MnO2 + 2H2O + 2e 2MnO(OH) + 20H-HA0.10
mal 負極 Zn + 2OH
→
Zn(OH)2 + 2e7にする。よって、
空気亜鉛電池
"molで変化しないが、
正極 O2 + 2H2O + 4e
→
4OH
いくので、「ATが減少す
負極 2Zn + 4OH → 2ZnO + 2H2O + 4e ¯
リチウム電池
1240
正極 MnO2 + Li+ + e ___
LiMnO2
-211-

10 M ASOS
における電池全体での反応はそれぞれ式(2)~(4)で表されるものとする。 それぞ
問3 アルカリマンガン乾電池, 空気亜鉛電池 (空気電池), リチウム電池の,放電
「れの電池の放電反応において,反応物の総量が1kg 消費されるときに流れる
電気量Qを比較する。 これらの電池を, Qの大きい順に並べたものはどれ
か。最も適当なものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし、反応に関与
〜する物質の式量 (原子量・分子量を含む) は表1に示す値とする。9
8
問 b
液
a
(2
アルカリマンガン乾電池
空気亜鉛電池
O2 + 2Z
2 MnO2 + Zn + 2 H2O → 2 MnO (OH) + Zn (OH)2 (2)
ZnO
関①(3)
リチウム電池
Li + MnO2
LiMnO内部関密
(4)
ル
表1 電池の反応に関与する物質の式量容関密
HNO (
物質
式量
物質HNO
式
MnO2
87
O2
32
Zn
65
ZnO
81
H2O
18
Li
6.9
MnO (OH) NO ()+88
LiMONO (固) + a94
Zn(OH)2
99
①
エネルギ
反応物の総量が1kg 消費されるときに流れる電気量の大きい順
アルカリマンガン乾電池 > 空気亜鉛電池
アルカリマンガン乾電池 >
リチウム電池 > 空気亜鉛電池
空気亜鉛電池 >
アルカリマンガン乾電池
> リチウム電池
④
空気亜鉛電池 >
リチウム電池 >
アルカリマンガン乾電池
9
リチウム電池
>
⑥
リチウム電池
アルカリマンガン乾電池 > 空気亜鉛電池
>
空気亜鉛電池 >
アルカリマンガン乾電池