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化学 高校生

問4の考え方がわからないです。何故回答のような計算式になるのでしょうか?教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

エタノールの飽和蒸 気圧を測るために, 図 1のような装置を用い た。 目盛りのついたガ ラスびんの中に, 水を ゆっくりと滴下して, 水蒸気で飽和した空気 を送り出す。 この空気 は塩化カルシウム管を 通り、完全に乾燥され 総合演習 水 ガラスびん 塩化カルシウム管 圧力計 図1 外気圧 エタノール 恒温槽 東京大 2 恒温槽の温度を310Kに保って, この温度におけるエタノールの飽和蒸気圧を測定し (70 た。 水蒸気で飽和した空気をガラスびんから 0.60L送り出したところ, 0.20gのエタ け高く保たれていたとする。 ガラスびんから送り込まれ乾燥された空気が, 温度 310K, ノールが蒸発した。 ただし, このときガラスびん内の圧力は外気圧より, 30mmHgi 圧力 760mmHgで単独で占める体積は何〔L〕 か, 有効数字2桁で記せ。 解答には求め 問3 問2において, 蒸発したエタノールが温度 310 K, 圧力 760mmHgで単独で占める 方や計算過程も記すこと。『AYA010 体積は何〔L〕か, 有効数字2桁で記せ。 解答には求め方や計算過程も記すこと。 4 310Kにおけるエタノールの飽和蒸気圧は何mmHg か, 有効数字2桁で記せ。 問5 310Kにおける水の飽和蒸気圧は 47mmHgである。 ジメチルエーテル、ジエチル また後,一定温度に保たれたエタノール中に導入される。 空気は, エタノールと接触を繰り返 すうちに、エタノール蒸気で飽和して, 大気中へ放出される。 このように一定体積の空気を 送り出した後,残ったエタノールの質量を測定し,蒸発したエタノールの質量を求めた。 下記の問1~ 問5に答えよ。ただし, 外気圧は 760mmHg, 室温は 300 Kに保たれ、 ガラ スびん内の温度は室温に等しいものとする。また,ガラスびんから塩化カルシウム管までの 圧力は外気圧より高く, 塩化カルシウム管以後の圧力は外気圧に等しいとする。 300Kにお ける水の飽和蒸気圧は27mmHg, 原子量はH=1.0,C=12.0, 16.0, 気体はすべて理 想気体とし、 気体定数はR = 8.3×10°Pa・L/(K・mol), 760 mmHg = 1.01×10 Pa とする。 問1 エタノールで飽和した温度T, 体積Vの空気が大気中へ放出されたとする。 ガラスび んから送り込まれて乾燥された空気が温度T, 圧力 760mmHgで単独で占める体積を V, この操作で蒸発したエタノールが同じ条件で単独で占める体積を V2 とする。 V, V, V2の間に成り立つ関係を式で記せ。 解答には求め方や計算過程も記すこと。 PV=nRT T エーテルの760mmHg における沸点はそれぞれ248K, 307 Kである。 これらの値を もとに,下の(1), (2) を分子の構造に基づいて各々70字以内で説明せよ。 少ない (1)水とエタノールの飽和蒸気圧の違い 水社合→夜→気になる分が (2) ジメチルエーテルとジエチルエーテルの沸点の違い 12310 I 問2 (760+30-27)×0.6 3 300 310 P V= h R 7760+30 0.6 27 760 Vi R 問4 P V = 760mg1g V2 h 012 R 園 分子量のちゃん 300 ←リートから推測できる分 310 46310 pho 29 Vi Vit v2 = V とた 01 Xamom082

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化学 高校生

(イ)の等電点の求め方についてなのですがK1とK3をかけてもグルタミンの+−はゼロにならないと思ったのですがどのように考えれば良いのでしょうか? 教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

州大 =12, “落ちてしまう。 (3) 陽イオン交換樹脂を利用すると, アミノ酸の分離ができる。 グルタミン酸をある条件下 でメチルエステル化すると、図に示したアミノ酸Aと, 原料のグルタミン酸の混合物が得 られた。 +40-(19) あたる所 0 + CH3-04 O II CH2-CH2-C-O-CH3 CH2-CH2-CLOH H₂N-CH-C-OH || K3 O アミノ酸A O H2N-CH-C-OH グルタミン酸 。 H₂Or ACAR-C-O-CH3 図 アミノ酸Aとグルタミン酸の構造 この混合物を陽イオン交換樹脂で分離できるかどうかを予想するために, グルタミン酸 とアミノ酸Aの等電点を求める。 グルタミン酸の電離平衡は,次の3つの式で表される。 ただし, グルタミン酸の陽イオンを Glu+, 中性の双性イオンを Glu, 1価陰イオンを Glu- 2 価陰イオンを Glu² とする。 高分子化 D), (E) (分子 位の平 '0x0. 180 10 ※アミノは必ず 第1段階 イオンの形で存在する!! Glu + 第2段階 Glu ← Glu 第3段階 Glu kikz= ここで,グルタミン酸の等電点は酸性側であることから, Glu² の存在は無視できる。 したがって, グルタミン酸の等電点は〔ア〕と求められる。 1 Glu + H+ 電離定数 Kg = 3.0×10 -10 mol/L [Glu] kiks = [H+] [Glu] [G [G14] + H+ 電離定数 K2 = 9.0×10 -5 Glu° + H+ 電離定数 K1 = 8.0×10mol/L [0][] K₁ = [Glut] mol/L kz= [Gl)[+] [cta] [H72[an] [Glu+] 次にアミノ酸Aの等電点を考える。 ここで, α位の炭素に結合したアミノ基とカルボキ シ基の電離定数は,アミノ酸Aとグルタミン酸で変わらないとすると, アミノ酸Aの等 電点は〔〕と求められる。 問3 グルタミン酸の2つのカルボキシ基を比べると, 側鎖にあるカルボキシ基の方がより 弱い酸である。 Glu の構造式を図にならって答えよ。 問4 文章(3)に示したグルタミン酸の電離定数を用いて[ア]および〔イ] の値を計算 し, それぞれ有効数字2桁で答えよ。 120

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化学 高校生

問4の水の気体の生成エンタルピーについてなのですが-286+44となるのはなぜですか?-286-44だと思ってしまいした。教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

問1 ルギー (2) 1 生成エンタルピーは必ず性のことを指す?? (気)の生成エンタルピーはそれぞれ-75.0kJ/mol および -394kJ/ molである。 CHA H2O (液)の生成エンタルピーは-286kJ/molであり, C (黒鉛) からのCH(気)と の燃焼エンタルピー 〔kJ/mol] はいくつか。 最も近い値を① 〜 8 の中から一つ選びなさい ただし,生じたH2O はすべて液体とする。 1-319 2-469 (5 -819 ⑥-871 ③-605 -891 ④ ⑧ -680 -1041 問2 体積 1.0Lの容器にC (黒鉛) を入れ,これを酸素と窒素の混合気体で満たすと270 300000 Paであった。 また, 燃焼時に発生した熱量は 70.1kJであった。 初めに容器に入れ で175500 Pa を示した。 全ての黒鉛を燃焼させた後, 温度 27℃で圧力を測定したところ 黒鉛の質量は何gか。 最も近い値を ①~⑥の中から一つ選びなさい。 ただし, CO (気)の具 鉛の体積は無視してよい。 ① 2.4 ② 2.6 1aelとに反しないものとする ③ 3.0 ④ 3.7 ⑤ 4.6 ⑥ 5.2 3 共有結合を切断して原子にするのに必要なエネルギーをその共有結合の結合エネルギー という。圧(気)の結合エネルギーをA[kJ/mol], O2(気)の結合エネルギーをB [ka/mail とすると,HO(気)中の一つのH-O結合の結合エネルギー〔kJ/mol]を示す式として最 ふさわしいものを ①~⑥の中から一つ選びなさい。 ただし, H2O (気)の生成エンタルピーを Q [kJ/mol] とする。 B 2/1/(1+1/+0) 1 B 2 (A+ Q) ½ (A - +Q) 2 B B ② A+2+Q Thy ④ A + ⑥ A B-2 Q. B2 + Q (A+B+Q) A+B Ho A+B H20 -Q Q の表にそれ 分野別演習 65 43 4 れた値を用いて黒鉛60gを原子に分解するのに必要なエネルギー [kJ] を求めた。 最も近い値 4 次にそれぞれの気体分子の結合エネルギー [kJ/mol] を示した。 この表と問で示さ ①~⑧の中から一つ選びなさい。 ただし、 水の蒸発エンタルピーは-44kJ/mol とする。 分子 (気体) H₂O ① 359 H2 結合エネルギー [kJ/mol] 926 436 1608 CO2 (2) 718 ③③ 3590 ④ 4080 5130 ⑦ 7180 ⑧ 8550 ⑤ 4690 K HCl+NaOH→Na+H:5 問5 濃度未知の塩酸200mLと濃度未知の水酸化ナトリウム水溶液 200mLを混ぜたところ 混合水溶液のpHは1.0となり、 その時に上昇した温度は 6.72Kであった。 この時用いた 塩酸の濃度 [mol/L] として最も近い値を①~⑥の中から一つ選びなさい。 ただし, 実験は 25℃で行い, 中和エンタルピーは25℃で-56.5kJ/mol であり、 この混合水溶液の比熱は 4.20J/ (g・K)で密度は1.00g/cmとする。 ① 0.300 0.540 ④ 0.700 ⑤ 1.00 問い 44 +160g +926×2 -75 =3504 CH4202 1-891 436x2 +02ta CH+C C2H22Oz ③ 0.600 6 1.20 42×400×6.72 CHy+202 20 ^ 56.5410 CO2 +2HO (2015改) 436+100 0t=320 926 Hoz Cox+2H2O (液) -286-44 2-330 H2O 問5 -44 CO2+2H2O(液) 4.2×10×672×1×400= 185500 xx56.5 3.x=0:02 HCl + NaOH 0.24 - Nace + H2O 1.0×1014014 =0.04 1012 000.0

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化学 高校生

(4)の問題なのですが、x=14/9までは出ているのですが、そのあとがわかりません。この計算は何をしているのでしょうか。

水素 1.75mol, ヨウ素 1.50 mol を容器に入れて温度・圧力を一定に保ったところ, ヨウ化水 素が生じて平衡状態に達した。 このとき, 水素が 0.50 mol に減少していた。 V2 = 1.4 (1) 平衡時のヨウ素, ヨウ化水素はそれぞれ何molか。 (2) 平衡定数 K を表す式を記せ。 また, その値を求めよ。 (3) 上の平衡状態にあるとき, 水素を加えるとKの値はどうなるか。 (4) 上と同じ温度で, 水素 2.00mol, ヨウ素 2.00mol を容器に入れた。このとき生成するヨウ 化水素は何molか。 (1) 平衡時の各成分の物質量は H2 + 2HI 反応前 1.75 mol 変化量 -1.25 mol 平衡時 0.50 mol 1.50 mol 0 mol - 1.25 mol +2.50 mol 0.25 mol 2.50 mol 2 2.50 mol (2) 容器の体積をVLとおくと, 平衡定数はK= [HI]2 [Hz][I2] VL =50 0.50 mol VL × 0.25 mol VL (3) 温度が変化しないので,平衡定数は変化しない。 (4) 平衡時の各成分の物質量は H2 + I2 2HI 反応前 2.00 mol 2.00 mol 0 mol 変化量 -x mol -x mol +2x mol 平衡時 2.00-x mol 2.00-xmol 2x mol [HI]2 (2xm 2 2x mol (2x)2 2x K = = =50 [Hz][I] = √50=5.0√2 = 7.0 2.00 -x mol VL (2.00-x)2 2.00-x 14 x= よって 9 ず 14 2x=-x2 = 3.11 ・・・ (1) ヨウ素 0.25 mol [HI]2 (2)式 K= [Hz][12] (3) 変わらない ヨウ化水素 2.50 mol 値 50 (4)3.1mol

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化学 高校生

問5の問題で吸熱方向に移動するのはわかるのですがpv=nRtでv一定のままtが大きくなるのでPも大きくなってしまうため右方向にも平衡が進むのではないかと思ってしまいました。どのように考えれば良いのか教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

次の文章を読み, 下記の問1~ 問5に答えよ。気体Xのモル濃度は [X] [mol/L], 分圧は Px [Pa〕, 気体定数は R 〔Pa・L/(K・mol)] で表すものとする。 温度と容積を変えられる反応容器中で,水素と窒素とアンモニアの気体が絶対温度T [K]で 平衡に達している。 N2 + 3H22NH s …① この反応の濃度平衡定数Kc は, [NH3] 2 Kc= [N2] [H2] 3 分圧で表した平衡定数である圧平衡定数 Kp は, (PNH3 ) 2 Kp= PN2X (PH2 ) 3 で表される。 L/(K・mol)とし、か 問1 気体Xの物質量を nx [mol], 反応容器の容積をV[L] とし,Xのモル濃度[X] [mol/L] をnx と Vを用いて記せ。 Kc KP 問2 2つの平衡定数の比 を, RとTを用いて記せ。 ein とする。 夜の 問3 温度をT 〔K], 反応容器の容積をV[L]に保ったまま、上記の平衡混合物にアルゴンを 添加し,新しい平衡状態に到達させた。 この操作により, アンモニア分圧はどのようにな るか,理由とともに40字以内で記せ。 クロース水 問4 問3の状態にある平衡混合物を,温度をT [K] に保ったまま、反応容器の容積をV[L] から減少させ,新しい平衡状態に到達させた。この操作により, 窒素分圧はどのように変 化するか, 理由とともに60字以内で記せ。 問5 ①式の可逆反応のうち正反応は発熱反応である。 問3の状態にある平衡混合物を含む反 応容器の容積を V[L]に保ったまま、温度をT [K] から上昇させ、新しい平衡状態に到達 させた。この操作により, 水素の分圧はどのように変化するか, 理由とともに60字以内 で記せ。

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化学 高校生

中和滴定って濃度がわからないものをコニカルビーカーに入れるんじゃないんですか?この実験ではなぜビュレットに水酸化ナトリウムが入っているのですか?

結果 ① 表 はじ 滴下 滴下 方法 1. 水酸化ナトリウム水溶液の正確な濃度決定 実験 5 中和滴定によって食酢の濃度を求める (準備p.222) 実験5を行い,実際に中和滴定によって食酢中の酢酸のと伏 よう。 O MOVIL ・ビュレット ① シュウ酸二水和物を 0.63g はかりとって水に溶かす。 こ れを100mL メスフラスコに移し, 標線まで水を加え, 0.050mol/L シュウ酸水溶液 (標準溶液)をつくる。 ②方法①のシュウ酸水溶液をホールピペットで正確に10 mLとってコニカルビーカーに入れ, 指示薬としてフェ ノールフタレイン溶液を1~2滴加える。 ③ 約 0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液をビュレットに 入れる。その下に空のビーカーを置き, 活栓を開いて, ビュレットの先端まで水溶液を満たし, 活栓を閉じる。 このときの液面の目盛り [mL] を読み取る。 ④コニカルビーカーの下に白い紙を置き, ビュレットから 少しずつ水酸化ナトリウム水溶液を滴下する。 そのつど よく振り混ぜ、水溶液が薄い赤色を帯び, 数回軽く振っ ても消えなくなったところで滴下をやめる。 このときの ビュレットの目盛り v2 〔mL] を読み取る。 注意 水溶液全体が薄い赤色になった後に, コニカルビーカーを -NaOH 水溶液 コニカル ビーカー うすめた 食酢 ろ紙 激しく振り混ぜたり,しばらく放置していると, 赤色が消えることがある。 ⑤方法②~④の操作をさらに3回行い, 水酸化ナトリウム水溶液の滴下量の平均値を求 め,水酸化ナトリウム水溶液の濃度を求める。 2.食酢中の酢酸濃度の決定 ●市販の食酢をホールピペットで正確に10mLとり, 100mL メスフラスコに入れる。 メスフラスコの標線まで蒸留水を加え、よく混合して濃度を10倍にする。 ⑦方法⑥の試料水溶液をホールピペットで正確に10mLとって, コニカルビーカーに入 れ, 指示薬としてフェノールフタレイン溶液を1~2滴加える。 ⑧方法④ と同じようにビュレットから水酸化ナトリウム水溶液を滴下し, 中和に要する 滴下量を測定する。 ●方法 7,8の操作をさらに3回行い,水酸化ナトリウム水溶液の滴下量の平均値を求 める。 注意メスフラスコやコニカルビーカーが濡れている場合は, 純水で洗ってそのまま用いてよい。 一方,ホールピペットやビュレットが水で濡れている場合, 共洗いしてから用いる。 考察 1 水酸化ナトリウム水溶液のモル濃度を求めよ。 ②食酢の密度を1.0g/cmとして,実験で求めたモル濃度から質量パーセント濃度を求 めよ。また,求めた濃度を、用いたすらペル表示にある酢酸の濃度酸度)と比較 検討せよ。 10 15 152 第1章 物質の変化 標準 は TF TE ①

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