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化学 高校生

問3と問4の解き方を教えて欲しいです🙇‍♀️

解答はすべて別紙の解答用紙に記入しなさい 〔I〕 以下の文を読み、間に答えよ.なお,原子量はH1.0, 12.0 16.0, Na 23.0 C135.5 とし, 気体定数はR = 8.31 × 103 Pa・L/(K・mol) とする. 水は生命活動に欠かせないきわめて重要な物質である. 水分子は2つの水素原子が1つの酸素原子 と 安定に存在する水素の 結合により結びついた折れ線形の構造をとり極性を持つ、 は'H2Hの2種類であり、それぞれH, Dとも表記する. 一方, 酸素の安定なイ は160 170 180 の3種類である. これらの安定なイを考慮すると, 水分子は理論上, ウ 種類存在することになる. D2O は H2Oと比べて, 融点が高い, 密度が大きい 電離度 が小さいなど多くの性質が異なる。 (b) 水は常温常圧で液体として存在する. 水分子は互いにエ 結合しており、 そのため水は分 子量から予想される沸点よりはるかに高い沸点を示す. このエ結合は沸点の他にも、水が示 す様々な特異的性質の原因となっている.例えば,固体状態の水である氷では1個の水分子のまわり にオ 個の水分子がエ 結合によって引きつけられ、すき間の多い正四面体構造をとるよ うに配列する。そのため、他のほとんどの物質と違って、 水は固体の方が液体より密度がカ "Nacl Hel CH5OH (c) - 水は塩化ナトリウムや塩化水素などのおよびエタノールやグルコースなどの親水基を 持った非キ をよく溶かす. また, エタノールや酢酸などの液体とは任意の割合で混ざり合 う. 希薄な水溶液の性質には、溶質の種類に関係なく溶質の濃度のみで決まるものがある. このよう な性質を東一的性質という。東一的性質を持つ現象の例として(d) 蒸気圧降下,凝固点降下,浸透圧 などがよく知られている. 水は資源としても非常に重要である. 地球上にはおよそ14億km の水があるといわれているが その大部分は海水であり, 淡水は 2.5%程度しか存在しない. それに加えて,地球温暖化などによる 気候変動や人口増加の影響により、水不足に直面する地域が増えている. 砂漠地帯や雨水が溜まりに くい島国ではとくにその問題は深刻で、 海水淡水化が盛んに行われている. 海水の淡水化技術には 蒸発法や 逆浸透法があり、 飲料水に適した安全な水を得ることができる。 (c. 問1. 空欄 キに適切な語句または数字を記せ。 ただし、 カ には 「大きい」 または 「小さい」 のいずれかを入れよ. 問2. 下線部 (a) について,次の①~⑤から極性分子をすべて選び, 番号で答えよ. ① 一酸化窒素 NO ② 塩素 Cl2 ③ 二酸化炭素 CO2 ① アンモニア NH3 ⑤ メタン CH cl-d. 07170 問3. 下線部(b) について, 25℃における D2Oの電離度はH2Oの電離度の何倍か. 有効数字2桁 で求めよ。ただし、この温度でのH2Oのイオン積を1.0×10mol/L2 密度を1.0g/cm² D20のイオン積を 1.6 x 10-15 mol/L2 密度を1.1g/cm とする.また, H2O D20 のモル 質量をそれぞれ18.0g/mol. 20.0g/mol とする. 4. 4. 下線部(c)について,水H2Oとエタノール C2H5OH の混合溶液を考える. 以下の問に答えよ. (1) 純粋な水の蒸気圧をp. 純粋なエタノールの蒸気圧をP. 混合溶液中の水およびエタ ノールのモル分率をそれぞれXw, xg とする.ここで, 水の物質量をnw エタノール の物質量をng とすると, xw=- nw NE xB= である. 水どうし、エタノー nw+ne nw+ ne ルどうし, 水とエタノールの間に働く分子間力がすべて同じであると仮定した場合(こ れを理想溶液という) ラウールの法則によると混合溶液中の水およびエタノールの蒸 気圧 Pw, DE はそれぞれのモル分率に比例し, Dw=xwDN, DE=XEDE と表される.い ま,ある温度で pw = 3.2 × 10 Pa.pe = 7.9 x 103 Pa とするとき 理想的な混合溶 液の蒸気圧(p = Dw+PE) XE の関係を表すグラフとして最も適切なものを次の ①~⑥から選び、番号で答えよ. -化(A)2- -化(A)3

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化学 高校生

高校化学の気体に関する計算問題です。 解答と解説をお願いしますm(_ _)m

【12] 体積Vの密閉された容器を真空し、そこに純物質 A の液体のみを体積 Vo (1Vo < ) だけ入れて 一定の温度 T に保つと、液体が一部蒸発して気体となり、液体が満たしている部分以外の密閉容器の 空間を満たす。この時の密閉容器内の圧力は、この液体に固有の蒸気圧Pを示し、飽和蒸気圧と呼 ばれる。このとき、気体と液体が共存していることから、この状態は状態図における蒸気圧曲線上が 温度 Tのときの状態に対応しており、その状態図上での点における圧力が、この場合の飽和蒸気圧を 与える。 さて、この純物質 A の液体を溶媒とし、そこに不揮発性の物質 B を溶質として溶かすと、この溶液 の蒸気圧 Piは、純物質 A の液体の蒸気圧 P よりも低下する。この現象を蒸気圧降下というが、この ときの圧力は、以下のラウールの法則により与えられる。 P, = xP ここで、x は溶媒のモル分率と呼ばれる量であり、溶媒の物質量を na、溶質の物質量を ng とすると nA x= nA+ng により与えられる。なお、ラウールの法則はモル分率のみに依存し、使われる物質に依らない。*1 この式を変形して蒸気圧の降下分である AP = P -P, を求めると AP = P-P,= (1-x)P=(1- MA nA+ng 1B-P P= 1A+ng となり、AP は溶質のモル分率に比例することがわかる。希薄溶液では ng と近似できるので、 na+ng MA 純物質 A の分子量 MA、溶液の質量モル濃度 m [mol/kg] を使って AP = ア のように書き直すことができる。このことから、希薄溶液における蒸気圧降下も、沸点上昇や疑固点降 下と同様に溶質の種類に無関係で質量モル濃度に比例する現象としてとらえることができる。*2 これらのことをふまえた上で、以下の(1)~(3) に答えなさい。 *1:ただし、電解質溶液の場合は、電離したイオンのそれぞれの物質量を足したものを溶質の物質量とする必要がある。 *2:ラウールの法則は不揮発性の溶質だけでなく、より一般の希薄混合溶液について成り立つ法則であり、混合溶液の性質を 議論する上で大事な出発点となるものであるが、ここでは沸点上昇や疑固点降下との比較が分かりやすいように議論を限定 してある。 (1)真空にした 10L の密閉容器に水を入れて 27℃に保ったところ、密閉容器中の液体の水は 5.0L に なっていた。水蒸気の物質量は何 mol か。 ただし、27℃の水の蒸気圧は 3.6×10°Pa とする。 (2) アに当てはまる式を書きなさい。 (3) 水 5.40 kg にスクロース 1.03×10' kg を溶かし、27℃に保った時の AP は何 Pa か。

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化学 高校生

問4まではなんとか頑張ったのですが、問5からがさっぱり分かりません… 解き方(考え方)を教えてください!🙇‍♀️ また、問1はC3H6O、問2はC6H12O2で合ってますか?

アルコールの構造決定 炭素,水素,酸酸素からなるアルコールXがあり, Xはヒドロキシ基以外の酸素原子を もたず,1つの炭素原子がヒドロキシ基を2つ以上もつこともない。また, X は不斉炭 素原子をもたないものとする。 アルコールXについて, 実験1~5を行った。 実験1 試料としてアルコールX 吸収管I 吸収管I r U-U 試料皿 試料 酸化銅(IⅡ) 9.00mgを図Iの実験装置 を用いて完全燃焼させ, 生 じた燃焼ガスを吸収管Iお よびIで吸収したところ, 吸収管Iは8.37mg, 吸収 管Iは 20.4mg,それぞれ質量が増加した。 ガラス ウール 乾燥した酸素 ガスバーナー 塩化カルシウム ソーダ石灰 図I 元素分析装置 実験2 ある溶媒に尿素(CH.N.0, 分子量 60.0)を溶かした3種類の溶液A~Cと溶媒 との温度変化をそれぞれ測定し, 図Iの冷却曲線を作成した。次に,アルコー ルX1.00gを同じ溶媒10.0gに溶かした溶液Dを調製し,その凝固点降下度を 測定し求めたところ1.59Kであった。 5 溶液A: 尿素 0.30g+溶媒10.0g 溶液B:尿素 0.60g+溶媒 10.0g 溶液C:尿素 0.90g+溶媒 10.0g. 4 3 2 溶媒一 溶液 A -3 土溶液 B) -4 -5 -6 溶液C -7 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 時間(秒) 図I 溶媒と溶液の冷却曲線 【2)到部

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化学 高校生

93(2)の質問です この回答の最後の式の意味がわかりません

た溶液の蒸気圧は のモル分率に比。 (ラウールの注助。 て、蒸気圧降下族。 のモル分率に比解 希薄溶液の場合、 溶質に比べて過射 溶質のモル分率は 量の溶媒に対する 割合(例えば質 度)に比例すると よい。 40 93 (1) 0.99 倍(2) 容器AからBへ60。 92.液体の混合● 水 180gの物質量は 180g 18g/mol =10mol, グルコース18gの物質量は 18g 180g/mol 5.85g 58.5g/mol 第 (1) 溶媒の水のモル分率は =0.10mol, 塩化ナトリウム 5.85gの物質量は 比べて,何mL増加または渡少したか。 =0.100mol である。 -0.99 なので,蒸気圧は水の 101 10 100 10+0.1 (近畿大) 編 0.99 倍である。 2) 塩化ナトリウムが水溶液中で完全に電離することに注意して, (1)と 同様に容器Bの溶液の蒸気圧を計算すると, 水の ぞれ何mL か。整数値で答えよ。 93溶液の蒸気圧● 水180gにグルコース CaHi20s 18gを 溶かした水溶液を入れた容器Aと, 水 180gに塩化ナトリウム NaCl5.85gを溶かした水溶液を入れた容器Bがある。 (1) 容器Aの溶液の蒸気圧は, 水の蒸気圧の何倍か。不揮発性 の物質の溶液の蒸気圧は, 溶媒のモル分率に比例するとす A 100 倍となる。よ B 102 って,容器Aの溶液のほうが蒸気圧が高いので, 容器Aから容器Bへ 水が移動する。移動する水の質量をx[g] とすると, 移動した後の 2つの溶液の蒸気圧が等しいので、 22つの溶液の 濃度が等しくな 解くこともでき 0.10mol x[g) 18g/mol x [g] 18g/mol x [g] 180g-x[g] 10mol- 10mol+ 0.10 180 る。 10mol- +0.10mol 10mol+ +0.100mol×2 18g/mol 18g/mol x=60g (2) 容器Aと容器Bを,温度が一定に保たれている密閉谷器に入れて長時間放置すると 2つの溶液の間で水が移動し, 蒸気圧が等しくなった。水は, どちらの容器からど 日 x=60g らの容器へ何g移ったか。 94: 100.05°C 1 水の蒸気 圧曲線 94.蒸気圧と沸点● 純粋な水の飽和蒸気圧は, 97°Cで 0.89×10°Pa, 100°℃で 1.01×10°Pa であり,水や薄い溶液では,蒸気圧曲線は 95°C から 105°℃の間では直線 とみなしてよい。尿素を水に溶かして0.1mol/kg の薄い溶液にし, 水との蒸気圧を比 敦したところ,0.002×10°Paの差があった。この尿素水溶液の大気圧(1.01×10°Pa)で の沸点は何°Cか。小数第2位まで求めよ。 尿 97°C から 100°℃まで温度が3K変化したときの蒸気圧の変化量は、 1.01×10°Pa-0.89×10°Pa=0.12×10°Pa 薄い溶液で100°C前後の狭い領域では, 温度の変化量と蒸気圧の変化量 は比例するとみなしてよい”から, 沸点上昇度をAt [K] とすると, 水と 尿素水溶液の蒸気圧差に対応する沸点上昇度は, 0.002×10°Pa 0.12×10°Pa 尿素水溶液の沸点は, 100°℃+0.05°C=100.05°C 1.01 ×10°Pa D 0.89 - ×10° Pa (慶塵大) At [K] 3K At=0.05K 5.凝固点降下と式量● A*+ と B- からなり化学式 AB2 と表される化合物物 8.0g = 200gに完全に溶解させて凝固点を測定したところ、水の凝固点より1.3K低 の化合物の式量を求めよ。ただし, 水のモル凝固点降下は1.9K·kg/mol, 10ロ。 の電離度を0.80 とする。 97℃ 2水溶液の 100°C+沸点 95:1.5×10° [名城大) >80 酢酸溶液の凝固

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