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化学 高校生

⑷ 答えが違います💦 教えて下さいお願いします🙇

[18 センター試験 ] 準°136. <燃料電池〉 される。 水素 H2 を完全燃焼させたときのエンタルピー変化を付した反応式は,以下の式で表 実] So H2(気) + 1/1202(気) H2O (液)△H=-286kJ ...... 式1 この燃焼による熱エネルギーを得るかわりに水素H2 と酸素 O2 の反応から電気エネ ルギーを取り出すようにつくられた電池が水素酸素燃料電池である。 右図は,白金触媒を含む多孔質の炭素電極,電解 液にリン酸水溶液を用いた水素酸素燃料電池の構 造を示す。A極には水素H2を, B極には酸素 O2 を 一定の割合で供給する。 電極AとBを外部導線でつ なぐと, A極では,水素 H2 が酸化されて水素イオ ンになる (式2)。 A極で生じた水素イオンは電解液 A極 H2 H2 電解液 B極 O2 H 多孔質の炭素電極 (リン酸水溶液) 中を移動し,B極では,酸素 O2が水素イオンと反応して水になる(式3)。 (2)と(3)をまとめると,燃料電池全体の化学反応式が得られる。 (1)(2)と(3) を電子e を含むイオン反応式でそれぞれ記せ。 (2)図の燃料電池において,負極はA極とB極のうちどちらか。 (3) 下線部に関して, 図の燃料電池全体の化学反応式を記せ。 多孔質の炭素電極 02 H2O (4) 図の燃料電池を1時間放電させたところ, 90.0gの水が生じた。 このときの電池の 平均電圧は 0.800Vであった。 以下の問いに答えよ。 ただし, 原子量はH=1.00, O=16.0, ファラデー定数 F=9.65×104C/mol とする。 ① この電池から1時間あたりに得られる電気エネルギーは何か, 有効数字3桁で 答えよ。 ただし、. 電気エネルギー[J]=電気量〔C] × 電圧[V] とする。 ②図の燃料電池を放電し、 ある物質量の水素 H2 を消費したときに得られる電気エ ネルギー[J] は,同じ物質量の水素 H2 を完全燃焼させて液体の水が生じるときに得 られる熱エネルギー[J]の何%にあたるか,有効数字3桁で答えよ。〔22 京都産大〕

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化学 高校生

(2)について、(1)で求めた4.9×10^-3 molに22.4を掛けて単位をLにしてからmlに直す というやり方のどこが間違えているのか分かりません🙇🏻‍♀️

基本例題8 気体の溶解度 →問題 51.52 水素は, 0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に22mL溶ける。 次の各問いに答えよ。 (1) 0℃, 5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。 (20℃, 5.0×105 Paで, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mLか。 (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃, 1.0 × 106 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 ■解答 2.2×10-2L 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 0℃1.0×105 Paで溶ける水素の物質量は, (1) 0℃, 1.0×105 Pa におけ る溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 =9.82×10-4mol 9.82×10-4molx 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは, 15.0×105 1.0×105 22.4L/mol (2) 気体の状態方程式を用い PV=WRT る。 |別解 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下では, 圧力が変わっても一定である。 (3) 混合気体の場合,気体の 溶解度は各気体の分圧に比例 する。 -=4.91×10-3mol=4.9×10-mol (2) 気体の状態方程式 PV =nRT から Vを求める。 4.91×10-3 mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×273K 5.0 × 105 Pa =2.2×10 L=22mL 別解 圧力が5倍になると, 溶ける気体の物質量も5 倍になる。 しかし,この圧力下で溶ける気体の体積は,ボイ ルの法則から1/5になるので,結局, 同じ体積22mLになる。 (3) 水素の分圧は1.0×10 Pa×1/4 = 2.5×10 Paなので, 溶ける水素の物質量は, 9.82×10 -4 molx (2.5×105 /1.0×105) = 2.5×10-mol

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