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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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物理 高校生

(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか? 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

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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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