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化学 高校生

解説や教科書を見たのですが理解が出来ません。考え方を教えてください。

第5問 二酸化炭素とその水溶液に関する次の文章を読み, 下の問い (問1~4) に答えよ。(配点 20) 二酸化炭素は,1個の炭素原子に2個の酸素原子が結合してできた直線形の分子 で、 (a)炭素の完全燃焼によって生じる。二酸化炭素は水に溶けると,次の式(1)の ように一部が電離して水素イオンと炭酸水素イオンを生じ, 平衡状態になる。 CO。 + H0 - エ+ HC03 ヒトの体内において, 二酸化炭素は代謝によって細胞内で生じ, 血液に溶けた状 態で存在する。からだが正常に機能するためには, 血液の PHが7.4に保たれてい る必要があり,それには二酸化炭素と,おもに体液中に存在する炭酸水素ナトリウ ムなどの塩から生じる炭酸水素イオンが深く関わっている。 血液を二酸化炭素 (炭酸)と炭酸水素けトリウムの混合水溶液と考えると,.式(1)よ り,体内が少し酸性に傾くと平衡は左に動き, 塩基性に傾くと平衡が右に動くため, 血液の PHはほとんど変化しない。これを緩衝作用といい, 緩衝作用のある溶液 を緩衝液という。血液の pH は,式(1)の平衡における二酸化炭素の電離定数を [H*][HCO。] K。 [CO] とし, pK。= -logio K。とすると, 次の式(2)で表される。 [HCO。] [CO] pH = pK。+ logio 1

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化学 高校生

2番と3番が分かりません 誰でも教えてください

人の(実験 1]~[実験 4] に関する文章を 読み,(1)~(3) に答えよ。なお, すべての 水溶液の比熱を 4.2 J/(g.℃) とする。 H=1.0, O=16, Na=23 32 3) 30 【実験1] 水酸化ナトリウムの固体 2.0g を素早くはかり取り,ビーカーに入れ た水 50 mL に溶解し,温度変化を測定 した。そのときの温度変化はグラフお よび表のとおりであった。ここで,水 酸化ナトリウムを水中に入れた瞬間を 時間0(s) とする。 28 温 26 度 (℃)24 p2 200 18 100 200 300 400 500 時間(s) 時間(s) 300 360 420 || 480 0 60 120 180 240 温度(℃)| 20.0|25.3| 28.0|28.8| 28.6| 28.0| 27.4|| 26.8 | 26.2 【実験2] 次に,この水溶液の温度が一定になった時点で,容器ごと断熱容器に入れ,同 じ温度の1.0mol/L の塩酸を75mL混合すると, 混合水溶液の温度は5.4℃上昇し た。 [実験 3] 一方, 18 mol/L の濃硫酸 10mL を断熱容器内の水 100mL に静かに加えると, 混合水溶液の温度は 25℃上昇した。 (実験 4] また, 18 mol/L の濃硫酸 10mL を断熱容器内の1.0mol/L 水酸化ナトリウム 水溶液 100 mL に静かに加えた。 ()(実験1]について, 水への水酸化ナトリウムの溶解による発熱量Q[kJ] を有効数字 2桁で求めよ。ただし, 水の密度を 1.0g/cm° とする。 2)[実験2] について, この温度上昇値をもとに塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和 熱を表す熱化学方程式を示せ。ただし, 1.0 mol/Lの塩酸の密度を1.0g/cm° とし, 外部からの熱の出入りおよび水酸化ナトリウムの溶解による体積の変化はないものと する。また,中和熱は有効数字 2桁で示せ。 (3) [実験2] および[実験3]の結果を利用して, [実験4]における発熱量 QikJ]を有効 数字2桁で求めよ。ただし, 18mol/Lの濃硫酸の密度を1.8g/cm°, 水および水酸化 ナトリウム水溶液の密度を1.0g/cm'とし, 外部からの熱の出入りはないものとする。 *ヨー-ト+ー

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化学 高校生

問1の問題です。 なぜ中和によって生成したH2Oの物質量が0.20molだと分かるのでしょうか?

第2問 |8| 正解 の6 化学 問1 熱化学方程式(1),(2)より,NaOH(固)の溶解熱は 45 k/mol, 中和熱は56kJ/mol であることが読みとれる。国体 の水酸化ナトリウムを塩酸に溶解させると、NAOH(固)の溶解による発熱と、NaOHaq と HCl aq の中和による発熱 が起こる。本間では,溶解したNaOH(固)(モル質量40 g/mol)の物物質量と、中和によって生成したH0(液)の物質 量に着目する必要がある。 第2問 次の問い(問1~3)に答えよ。(配点 20) 問1 水酸化ナトリウムの固体を多景の水に溶解させたときの熱化学方程式は次のき (1)で表される。 溶解したNaOH(固)の物質量: 12 = 0.30 mol 40 e 塩酸中のHCIの物質量:1.0× 200 = 0.20 mol 1000 NaOH(固)+ aq= NaOH aq + 45 kJ 中和によって生成したH.O(液)の物質量:0.20 mol 以上より,固体の水酸化ナトリウム12gを1.0mol/Lの塩酸200 mLに完全に溶解させたときに発生する熱量は、 また,水酸化ナトリウム水溶液を塩酸と反応させたときの熱化学方程式は次の 式(2)で表される。 45× 0.30 + 56 × 0.20 = 24.7kJ= 25 kJ (ポイント NAOH aq + HCl aq= NaCl aq+ H20(液)+56 kJ 【溶解熱と中和熱) *溶解熱…対象となる物質が多量の溶媒に溶解したときの反応熱 例 KNO(固)+ aq= KNO, aq - 35 kJ → 硝酸カリウムの溶解熱は -35kJ/mol * 中和熱…H*とOHから H.Oが生成したときの反応熱 例 HCI aq + NaOH aq = NaCl aq + H:0(液)+ 56 kJ → 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和熱は56 kJ/mol ゆ 固体の水酸化ナトリウム12gを1.0 mol/Lの塩酸200 mL に完全に溶解させたと きに発生する熱量(kJ)を, 小数第1位を四捨五入して整数で表すとき、 7 に当てはまる数字を, 次の①~0のうちから一つずつ選べ。ただ にはOを選べ。また, 同じも さと 8 さし、整数で表した値が1桁の場合には, 7 るのを繰り返し選んでもよい。 kJ A 7 8 1 【ヘスの法則(総熱量保存の法則)) 物質が変化する際の反応熱の総和は、変化する前後の物質の状態だけで決まり, 変化の経路や方法には関係し ない。 0 1 2 2 3 の 4 5 (例) C(黒鉛)+ 0(気) |111 kJ…の cO(気) + ;0(気)|3941KJ …O 6 6 の 7 8 9 9 O 0 エ ネ ル の=2+ 3 が成立する () P う 8 問2 光化学反応に関する次の文章中の に当てはまる化学式と して最も適当なものを, それぞれ次ページの①~6のうちから一つずつ選べ。 ア イ i |283 kJ… CO,(気) ア 9

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化学 高校生

紫で囲ったとこはどうしてこうなるのですか?

解法I 熱化学方程式をつくり, 加減乗除して解く。 ブロパン CaHsの燃焼熱を求めよ。ただし,プロパン(気),水(液),二酸化炭素(気) の生成語をそれぞれ105KJ/mol, 286kJ/mol, 394kJ/mol とする。 プロパンの燃焼熱 CaHs (気) +502(気) =D 3C02 (気) + 4H20 (液) + Q[kJ] 燃焼熱 例題2 解法I… -熱化学方程式の加減乗除 …生成熱の差が反応熱に等しいことを利用 解法I…エネルギー図を利用 3C(黒鉛)+ 4H2 (気) CaHg (気) + 105kJ プロパンの生成熱 例と He(気)+-O2(気) =DH.o(液) + 286kJ 1 ……の 2 水の生成熱 C(黒鉛)+ O2(気) 3DCO2(気)+394kJ 一酸化炭素の生成熱 …3 d。し オル ……の 1つだけ出てくる物質に注目して集めるようにする。 CaHa (気)は①式、 H:0 (液)は 0(気)は3式のみに含まれる。 CaHa (気)は①式の右辺に含まれるが、求める式では に含まれることになるので,-1倍して加える。なお, 複数の熱化学方程式は,連立方 試を解くときと同様に, 加減乗除ができる。 0x(-1) -3C (黒鉛)- 4H2 (気) = -CaHa (気) - 105KI 4H2(気)+ 202 (気) =D 4H20 (液)+ 286kJ×4 3C (黒鉛)+ 302(気) = 3CO2 (気) + 394kJ×3 502(気)=3CO2(気)+4H20 (液)- CaHe (気) + (-105kJ) +286kJ×4+394kJ×3 2×4 3×3 これを整理すると, CaHe (気) + 502 (気) %3D 3C02 (気) + 4H20 (液) + 2221 kJ 緊法I エネルギー図を用いて解く。 解法IのD~のをエネルギー図で表すと右図のようになる。 したがって,反応熱Q[kJ/mol]は、 Q=394kJ×3+286kJ×4-105.J=2221 kJ 緊法I 生成熱と反応 高単体 3C+4H2+502 105kJ 反応物 CaHe+502 熱化学方程式とエネルギー図は 対応して考えられるようにする。 の×3 394KJ×3 熱の関係式に代入し て解く。 3C02+4H2+202 反応熱=生成物の生成熱の総和一反応物の生成熱の総和 の関係を用いると, Q(kJ) の×4 286KJ×4 じHe(気)+ 502(気) =3C02(気)+4H20(液) + Q[kJ] Q=394kJ×3+286kJ×4-105kJ=2221 kJ 生成物 3C02+4H:0 低 m.de ) 単体の生成熱は, 生成熱の定義から0となる。 2221kJ/mol doun 第5章 化学反応と熱·光| 147 化学·第2編 INS

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