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化学 高校生

急ぎです‼️ 熱化学方程式の問題です。 この第5問と問題が全く分かりません、、 大変でしたら全部でなくてもいいので、解説していただけると助かります🙇🏻‍♂️💦 2枚目の画像が解答です。

第5問 (18点) ① 火力発電の燃料として、 天然ガスよりも石炭を用いる方が、 一定の電力量を得る際の二酸化炭素 CO2 排出 が多いことが問題視されている。 そこで、 ② アンモニア NH3 を燃料として石炭に混合して燃焼させることで、 石炭火力発電からのCO2排出を減らす技術が検討されている。 従来 NH3 は、 主に天然ガスに含まれるメタン CH」 と空気中の窒素 N2 から製造されてきた。 ③その製造工程は 以下の3つの熱化学方程式で表される反応により、 CH4 (気)とN2(気)とH2O (気)から、 NH3(気)とCO2(気)を 生成するものである。 (反応1) CH (気) +H2O(気)→CO(気) +3H2(気) AH=+206kJ (反応2) CO (気) +H2O(気)→Hz(気) + CO2(気) △H= -41kJ (反応3) N2(気) +3Hz(気)→2NH3(気) AH-92kJ このように得られる NH3 は、 燃焼の際には CO2 を生じないものの、製造工程で CO2を排出している。 発電 によるCO2排出を減らすために石炭に混合して燃焼させる NH3 は CO2を排出せずに製造される必要がある。 そこで、太陽光や風力から得た電力を使い、 水の電気分解により得た水素を用いる NH3 製造法が開発されて いる。 必要があれば以下の値を用いて次の各問いに答えよ。 物質 (状態) 生成エンタルピー [kJ/mol] CH4 (気) -75 CO2(気) -394 H2O (液) -286 問1 下線部①に関して、石炭燃焼のモデルとしてC(黒鉛)の完全燃焼反応の熱化学方程式を書け。(2点) 問 天然ガス燃焼のモデルとしてCH(気)の完全燃焼反応の熱化学方程式を書け。 ただし生成物に含まれる水 CH4(気) +20 2H2O(液)+CO2 H2O(液)とする。 (4点) 問3 問1の熱化学方程式より 1.0 kJ のエネルギーを得る際に排出されるCO2の物質量は問2の熱化学方程式 により 1.0kJのエネルギーを得る際に排出されるCO2 の物質量の何倍か、 有効数字2桁で答えよ。 (2点) 問4 下線部②に関して、 NH3(気)の燃焼反応からは N2(気)とH2O (液) のみが生じるものとする。この反応の 熱化学方程式を書け。 ( 4点) 問5 C(黒鉛)とNH3(気)を混合した燃焼(問1と問4の熱化学方程式)により 1.0 molのCO2(気)を排出して得 られるエネルギーを、 問2の熱化学方程式により 1.0molのCO2(気)を排出して得られるエネルギーと等しくす るためには、1.0molのC(黒鉛) に対して NH3 (気)を何mol混ぜればよいか。 有効数字2桁で答えよ。 (2点) 問6 下線部③の製造工程により 1.0 mol の NH(気)を得る際に何kJ のエネルギーが吸収されるか、または放 出されるかを有効数字2桁で答えよ。 (4点)

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化学 高校生

カの状態になるってことくらいしか分かりません😭

化学 問5 Auの結晶は面心立方格子であり, Au原子が最密に並んだ最密充填層) が積み重なった構造(構造)をとっている。 そこで、 厚さ (cm) の金箔は、 Au 原子の最密充填層が何積み重なっているかを考察することにした。 文献を調べてみると, Au 原子の半径から、最密充填層が何層積み重なってい るかを求められることがわかった。 そこで、最密構造と面心立方格子について, 得られた情報をまとめてみた。 化学 わかる。4キは、この立方体における原子の配置を示したもので、目(A の原子A, の中心とその真上の4種目Aの原子A2の中心を結ぶ線が立 方体の対角線になっている。 M4クは原子 A1. B1, B2, C1. C2, A2 の中心を 通る断面図である。 最密構造の1層目の最密充填層(これをA層とする)では,各原子が周囲6 個の原子と接している(図3ア)。 2層目の最密充填層(これをB層とする) では, 原子はA層の3個の原子がつくるすき間Xの位置に入る(図3)。 面心立方 格子では,さらにA層のすき間Yの真上の位置に3層目の最密充填層(これを C層とする)の原子が入る(図3ウ)。 面心立方格子は,これら3つの最密充填 がA層→B→C→A→B→C→A層→······のように繰り 返すことで,原子が積み重なってできている (図3エ)。 A C層 BM AM C B層 ANG A層の原子 B層の原子 C層の原子 ア ウ 図3 面心立方格子における原子の積み重なり方 図4才は, A層→B層→C層→A層の4層から一部の原子を取り出した ものであり,これを斜めから見ると図4カのように立方体になっていることが <<-94-> 全然意味 キ LA AP C BM AM B A2 AL 図4 面心立方格子の単位格子 ク B2 以上の情報から, Au 原子の半径を (cm) とすると, 厚さ (cm) の金箔は, Au 原子の最密充填層が何層積み重なってできていると考えられるか。 層の数を 表す式として最も適当なものを,次の①~④のうちから一つ選べ。ただし,aの 値はの値に比べてきわめて大きいものとする 6 ① <-95-> 26,

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化学 高校生

354の4です

問題354 357 ルシウム CaSO, を生じるため, 反応が円滑に 進行しない。 (3)この問題の装置をキップの装置という キップの装置のbに固体の石灰石を入れ,a か ら希塩酸を加えていく。 希塩酸がcの部分を満 たし,bの部分に到達すると, 石灰石にふれる ようになり、反応がはじまる。 発生した二酸化 炭素は活栓付きのガラス管を通って出ていく。 塩酸 活栓 b 石灰石 ①キップ の固体 って気 の装置 二酸化 硫化 キップの装置 活栓を閉じると,発生し続ける二酸化炭素の圧力でb内の希塩酸が押し 下げられ、石灰石から分離されるため,気体の発生が停止する。 (4) 石灰水は水酸化カルシウム Ca (OH)2 の飽和水溶液であり, 二酸化 炭素と反応して難溶性の炭酸カルシウム CaCO3を生じる。 Ca (OH)2 + CO2 ← CaCO3+H2O 354. ケイ素とその化合物 酸から 発生 いら 解答 ①③ ④ 解説 ① ケイ素は、地殻の中で酸素に次いで多い元素である が,単体としては産出しない。 酸化物やケイ酸塩などとして存在する。 ②(正) ケイ素の単体は,ダイヤモンドと同じ結晶構造をもつ共有結 合の結晶である 5~ る ③ SiO2 は塩酸や硫酸などの酸には溶けないが, 二酸化ケイ素 フッ化水素酸 (フッ化水素 HF の水溶液) には溶ける。 6HF+SiO2 → ・H2SiF+2H2O ④ 二酸化ケイ素は, 水酸化ナトリウム NaOH や炭酸ナトリウ ムNa2CO3 と融解すると, 水に溶けやすいケイ酸ナトリウム Na2SiO3 を 生じる。 SiO2+2NaOH SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+H2O Na2SiO3 + CO2 なぜ 塩化TH ⑤(正) ケイ酸ナトリウムに水を加えたものが水ガラスであり,これ に塩酸を加えると,難溶性のケイ酸H2SiO3 を生じる。 Na2SiO3 +2HCI → → H2SiO3+2NaCl ⑥(正) ケイ酸を加熱して乾燥させると, 多孔質のシリカゲルが得ら れる。シリカゲルは, 乾燥剤や吸着剤として利用されている。 355. 気体の性質 解答 ④③ ② 解説 気体の性質をまとめると、次のようになる。 ① 一酸化炭素 CO 無色,無臭で,水に溶けにくい。 ② 硫化水素 H2S 無色, 腐卵臭で、水に少し溶け、水溶液は弱い 酸性を示す。 塩化水素 HCI ④ アンモニア NH3 ⑤ 二酸化窒素 NO2 赤褐色 刺激 無色,刺激臭で、水によく溶け, 水溶液は強い 酸性を示す。 無色,刺激臭で、水によく溶け、水溶液は弱い 塩基性を示す。

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化学 高校生

問3で1:4になるのは何故ですか?

問1 第1章 理論化学 §3 物質の変化 §3-4 酸化還元反応 酸化剤:I2+2e- → 2I... ① 還元剤: 2S2032-S,O2 +2e- ①+② : I2 +2S2O32-2I+SO2- I2+2Na2S2O32I+SO2+4Na+ I2+2Na2S2O32NaI+Na2SO 問2 D 問3 *** H+S+HS+nS ふ 1-2-1 こ Iを還元剤として用いて、 酸化剤である MnO(OH)。 に固定されたO2を定量するヨウ素) 還元滴定である。 2Mn(OH)2 +02→2MnO (OH)2) MnO(OH)2 +21 +4H+ → Mn2+ +₁₂+3H₂O I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2SO より、(O2の物質量): (Na2S203 の物質量) =1:4である。よって、 DO × 10-3 [g/L] 32.0 [g/mol] H+¥600+HS+10 -×100×10-[L]×4=0.0250[mol/L]×3.85×10-[L] VigA類・ BAS+10 ∴. DO =7.70mg/L Zn-Zn +20 |Comment ・酸化還元滴定によってDO を求めるこの方法をウインクラー法という。 (イ)の水酸化マンガン(II) Mn(OH)2が酸素 O2 を固定する反応は酸化還元反応である。 TM10- 酸化剤: O2 +4e→202- ・③ (02-イオンの形成) 還元剤 : Mn2+ → M →Mn+ +2e-… (塩基性条件下) 千丁中都木 金 ③ + ④ × 2:2Mn2+ +02 → 2Mn4 + + 202- 2Mn(OH)2+02→2Mn4+ +202 +40H <<<<IA<gM<g\<69< ∴.2Mn(OH)2 +O2 →2MnO (OH)2 ・(ウ)のヨウ素遊離反応は酸化還元反応である。 酸化剤: MnO (OH)2 +4H + + 2e → Mn2+ +3H2O ... ⑤ (酸性条件下) では H 還元剤: 121-1 +2 ...6 ⑤ + ⑥より、 MnO(OH)2 +2I- +4H+ → Mn2+ + I +3H2O ただし、(イ),(ウ)の反応式は問題に与えられるため、暗記は不要である。 0129

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化学 高校生

構造決定の問題で、写真3枚目の左上の文でFはヒドロキシ基とカルボキシ基を持ちと書いてありますがヒドロキシ基はヨードホルム反応があることにより存在すると分かったのですがカルボキシ基はどの部分から存在すると解釈できるのか分からないです。教えて頂きたいです。

もう 36 2016年度 化学 3 東北大 理系前期 東北大 理系前期 実験 2 炭素,水素,酸素原子のみから構成される, 分子量 400以下の化合物があ る。化合物Aには,シスートランス異性体が存在する。 また,化合物は,不 斉炭素原子を2つもつ。 以下の文章と、実験1から実験 8に関する記述を読み, 問1から問に答えよ。 構造式は下記の例にならって書け。ただし、置換基のシ スートランス配置および不斉炭素原子の存在により生じる立体異性体は区別しな くてよい。 (例) -CH C -CH2CH2- -CH=C-CH3 $1 OH CH3 H3C 炭素-炭素二重結合をもつ化合物に対して, 適切なルテニウム錯体を触媒とし 作用させると, 二重結合を形成する炭素原子が組み換わった化合物が生成す る。この反応はメタセシス反応とよばれ, シス体, トランス体のいずれのアルケ ンでも進行するが, ベンゼン環では進行しない。 ①式に3-ヘキセンとエチレン から 1-プテンが生成するメタセシス反応の例を示す(エチレンおよび生成物中の エチレン由来の炭素原子を太字で示している)。 ①式の反応は, 可逆反応であ り,一定時間後には平衡状態に達する。 この反応を, 3-ヘキセンとこれに対し て過剰な量のエチレンを用いて行うと, 反応が右向きに進むように平衡が移動 し, 3-ヘキセンの大部分を1-ブテンに変換することができる。 2016年度 化学 37 化合物Aを,適切なルテニウム錯体の存在下に, 過剰な量のエチレン と接触させると, メタセシス反応が起こり,化合物 B, C が生成した。 化 合物 B は分子量 90 以下であり, 問2に示す方法でポリビニルアルコール に導くことができた。 化合物 Aに対して、適切な触媒を用いて水素を付加させたところ、分 実験 3 子量が2.0 増加し,不斉炭素原子を3つもつ化合物Dが得られた。 実験 40.1molの化合物Aに対して、十分な量の水酸化ナトリウム水溶液を加 えてエステル結合を加水分解したのち,希塩酸を加えて酸性にしたとこ 酢酸および化合物 E, F,G 0.1molずつ得られた。 化合物Eは不 斉炭素原子をもたないが,化合物Fは不斉炭素原子を2つもち、化合物 Gは不斉炭素原子を1つもつことがわかった。 実験 50.1molの化合物 D に対して, 十分な量の水酸化ナトリウム水溶液を加 えてエステル結合を加水分解したのち, 希塩酸を加えて酸性にしたとこ 酢酸および化合物 E, F, Hが0.1molずつ得られた。 化合物 Hは不 斉炭素原子を1つもつことがわかった。 実験 6 化合物 Eは塩化鉄(ⅢII) 水溶液と反応し、 紫色を示した。 また、 化合物 E は、 問3に示す方法でアニリンから合成することができた。 3-ヘキセン CH3CH2CH=CH-CH2CH 3 ルテニウム CH3CH2 -CH2CH3 錯体 *CH HC ① + H2C=CH2 エチレン H2C CH2 1-ブテン 実験7 化合物Fにヨウ素と水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱したところ, 不斉炭素原子をもたない化合物のナトリウム塩と黄色沈殿が, 1:1の 物質量の比で得られた。 化合物 G をガラス製の試験管にとり, アンモニア性硝酸銀溶液を加え て穏やかに加熱したところ, 試験管の内側に銀が析出した。 この際,化合 物Gは酸化され, 化合物 I の塩を与えた。 実験 8 実験1 化合物 A174mg を完全に燃焼させたところ, 二酸化炭素 418mg と水 108mg が生成した。

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