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化学 高校生

至急お願いします。 (4)がわかりません。 解説には、I2の濃度が水への溶解度と等しく1.0×10^-3となる とあったのですがなぜそうなるんですか?? ⑷では、水ではなくヨウ化カリウム水溶液に溶かしてますよね??

[35] 気体のヨウ素は、水素と次のように反応し、 気体のヨウ化水素が生じる。 H2 + I2 2HI ...1 水素 1.0molが反応するとき, 式 ① の正反応の活性化エネルギーは、触媒を用いない 場合は 178kJ だが, 白金触媒を用いると 58 kJ になる。 また, 気体のヨウ化水素 1.0 mol が気体のヨウ素と水素から生じるときの反応熱は,温度によらず 4.5kJである。 25℃での固体のヨウ素の水への溶解熱は 23 kJ/mol である。 ヨウ素の水への溶解度 は 1.0×10mol/Lとあまり溶けないが, ヨウ化カリウム水溶液にはよく溶ける。 これ は溶液中のヨウ化物イオンと次のように反応し, 三ヨウ化物イオンが生じるためである。 I + I ℓ Is¯ ...2 この反応は可逆反応であり, 25℃での平衡定数Kは 1.0 × 10° L/mol である。 三ヨウ 化物イオンが存在するヨウ化カリウム水溶液は, デンプンの呈色反応に利用される。 (1) 水素 2.0 mol とヨウ素 1.0 mol を密閉容器に封入し, 高温で一定に保つと, 式①の反 応が起こった。 密閉容器内の物質は, 全て気体である。 (i) ヨウ素の物質量は図1のように変化した。 図1 に 水素の物質量の変化を実線 (-), ヨウ化水素の物質量の変化を破線 (-.-.-.-)で記せ。 (Ⅱ) 正反応の反応速度は図2のように変化した。 図2に, 逆反応の反応速度の概略を 実線で,正反応と逆反応を考慮した見かけの反応速度の概略を破線で示せ。 (mol) () 平衡状態において, 次の操作を行った。 操 作直後の正反応の反応 速度は, 操作直前と比 較して,どのように変 化すると考えられる か。 「速くなる」, 「遅 0.0% 0 時間 くなる」 「変化しない」 図1 式 ① の反応における のどれかで答えよ。 ま 物質量の時間的変化 また,逆反応の反応速度についても同様に答えよ。 (a) 容器の体積はそのままで, 温度を下げる。 (b) 温度はそのままで, 容器の体積を小さくする。 (c) 容器の体積と温度はそのままで, 触媒として白金を加える。 (2) 触媒を用いない場合の式 ① の逆反応の活性化エネルギー [kJ]を整数で求めよ。 (3) ヨウ素, ヨウ化物イオン, 三ヨウ化物イオンの平衡状態でのモル濃度 [mol/L] をそ れぞれ[I2], [I-], [I3-] とし, 式 ② の平衡定数K を表す式を記せ。 ★ (4) 0.20 mol/L ヨウ化カリウム水溶液100mLに固体のヨウ素 4.0gを加え, 25℃で平 状態にした。 平衡状態における次の量を有効数字2桁で求めよ。 ヨウ素が溶けても 水溶液の体積は変化しないとする。 原子量I=127 物質量 2.0g 1.6 物 12 0.8g 0.4 16 120 第7部 化学反応とエネルギー 平衡状態 MUTIHKUKU 反応速度 正反応の 反応速度 平衡状態 時間 図 2 式 ① の反応における 反応速度の時間的変化 (i) 水溶液中のK+, I'. I2. Is- それぞれのモル濃度 [mol/L] (Ⅱ)水溶液中に残った固体のヨウ素の質量 [g] [36] 図1に示す温度を一定に保つことのできる体積一定の容 器中で, 式 ① で示される反応を行った。 全ての成分は気体状態 にあり, 理想気体とみなす。 H2 + I 2HI ... ① 容器中の各成分の濃度を測り, 各測定時刻における [HI] ² [H2] [I] ヨウ化水素が生成する右方向の反応 (正反応) は発熱反応であ る。 水素 H2, ヨウ素 I2, ヨウ化水素 HI のモル濃度をそれぞれ [H2], [I2], [HI] と表す と, 式 ① の正反応の反応速度 2 は式②で,逆反応の反応速度 2 は式 ③ で表される。 =ki [H2] [I2] 2=k2 [HI] ...③ k1,k2 は温度のみに依存する定数 (反応速度定数) である。 [HI]2 [Hz] [I2] 40 30 H2 I2 HI 20 (同志社大) 変更ならびに気体を容器に入れるのに要する時間は無視できるものとする。 数値は全て 有効数字2桁で答えよ。 2 = 1.41,√3=1.73 実験 11.0 molのH2と3.0molのI2 を容器に入 れて温度 T で反応させると40秒後には 容器内の各成分の濃度が変化しなくなり 化学平衡に到達した。 そこに温度 T で 2.0 mol の H2 を補給して再び化学平衡に到達 するまで反応させた。 図2はこの実験にお [HI]? ける の値の変化を示したもので [H2] [I2] ある。 10 弁 反応容器 図 1 の値を求めた。 温度の 0 10 20 30 40 50 60 70 80 時間 [s] 図2 この実験結果から温度 T, における式 ① で示される反応の平衡定数の値が分か る。これ以降の問題の解答に必要な場合は、図2のグラフから求めた温度 T に おける平衡定数の値を用いよ。 (1) 反応開始後 40秒から60秒の間のある時点において, 容器内の H2 の物質量が0.8 mol であった。 このときの容器内のHI の物質量を求めよ。 (2) 図2の点Aにおける容器内の圧力をpとしたとき, 点B, 点Cのそれぞれにおける 容器内の圧力を』 を用いた式で表せ。 (3) 化学平衡状態に達するまでの間, 反応の進行に伴って, 式 ② に示される正反応速度 は減少し, 式 ③ に示される逆反応速度は増加する。 化学平衡状態に達すると、正反応 速度と逆反応速度は等しくなり、 みかけの反応速度はゼロになる。 温度 T における 式①の正反応の反応速度定数k=48L/(mol's) である。 温度 T, における逆反応の § 20 化学平衡と平衡定数 121 第7部

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化学 高校生

4番の1000分の100のところはなぜ2番と同じように101にならないのですか?

(2) 実験操作によ 用する具体的な器具・装 を用いて溶液濃度を計算するため た濃度が複数の場合には,それらすべてが 値を記述せよ。 準 77.〈密閉容器内の気体の溶解〉 10℃で 8.1×10molの二酸化炭素を含む水500mL を容器に 入れると、容器の上部に体積 50mLの空間(以下, ヘッドスペー スという)が残った(右図)。この部分をただちに 10℃の窒素で 大気圧 (1.0×10°Pa) にして,密封した。この容器を35℃に放置 して平衡に達した状態を考える。 このとき,ヘッドスペース中の窒素の分圧はアRa になる。 なお,窒素は水に溶解せず, 水の体積および容器の容積は10℃ のときと同じとする。 用いて表すと n₁=xp 二酸化炭素の水への溶解にはヘンリーの法則が成立し, 35℃における二酸化炭素の 水への溶解度 (圧力が1.0×10 Paで水1Lに溶ける。 標準状態に換算した気体の体験 は 0.59Lである。 ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧をp 〔Pa] として, ヘッドス ペースと水中のそれぞれに存在する二酸化炭素の物質量 1 [mol] と[mol] は,かを 柱の高 (1) 水溶液Aの凝固 4水溶液Aの浸透 (3) 水溶液Aの液 (4) 水溶液Bに合 キルアルコー 78. 〈浸透圧〉 分子量 1.0×105 のポリビニルアルコール 1.0gを100gの水に溶解して水溶液Aを調 製し,その凝固点降下度を測定した。さらに, 右図の装置を用いて水溶液Aの浸透圧を測定 した。その際,水溶液Aの温度は30℃であ り,その密度は1.0g/cm²であった。 また,重合度の異なるポリビニルアルコー ル 1.0gを100gの水に溶解して水溶液Bを 調製し,その凝固点降下度を測定したところ 0.010K であった。 500ml -ガラス管 79.〈溶媒分 次の文章中 H=1.0.C= 〔実験に用い (溶液 a (溶液 b 図のよ 1xp n2= エPa であ である。これらのことから, ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧は る。したがって,35℃における水の蒸気圧を無視すると, ヘッドスペース中の全圧は オPa である。 問い [ア〜オ]に適切な数値を有効数字2桁で記せ。 R = 8.3×10°Pa・L/(K・mol) [15 京都 〕 ポリビニルアルコール 水溶液 水 セット 閉した おい 不揮 純 数時間放置 半透膜のはたらきをもつ素焼き容器 水 右 C

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化学 高校生

(5)で答えは57KJ/molなのですが、どうやって計算したらいいのでしょうか🙇‍♀️途中式を教えていただきたいです💦

限 コ 問4 断熱容器を用いて, 熱量測定を行った。 以下の文章を読み, (1)~(5) に答えなさい。 室温17°C において, 水 60g に固体の水酸化ナトリウ ム2.0gを加え, かき混ぜながら溶液の温度変化を測定し たところ, グラフに示す結果が得られた。 水および水溶 液の密度は常に 1.00g/cm²,比熱は常に 4.2 J/(g・K) であ るものとする。また、発生した熱は水溶液の温度上昇の みに用いられたものとする。 NaOH = 40g/mol (1) 水酸化ナトリウムの溶解熱を Q [kJ/mol] として,固体 の水酸化ナトリウムの溶解を表す熱化学方程式を答え なさい。 温度 26 24 温 22 [°C] 20 18 16 O; 0 2 経過時間 [分] 4 6 (2) グラフより, 水酸化ナトリウム2.0g の溶解による溶液の温度上昇は,何Kであると考えられるか。 (3) 水酸化ナトリウム2.0g の溶解によって発生した熱量は,何Jか。 (4) 実験結果から, 水酸化ナトリウムの溶解熱[kJ/mol] を求めなさい。 (5) 17℃において, 0.50 mol の塩酸100mLに固体の水酸化ナトリウム 2.0gを加えたところ、溶液の温度上 昇は 11.5K であった。 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液が中和する際の中和熱 [kJ/mol] を求めなさい。 解答 にあたっては、 途中の算出過程を必ず示すこと。示されていないものは採点対象外。

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化学 高校生

問4の(5)と問5の(3)の解説お願いします🙇‍♀️

問4 断熱容器を用いて,熱量測定を行った。 以下の文章を読み, (1)~(5)に答えなさい。 26 室温17°C において、 水 60g に固体の水酸化ナトリウ ム 2.0gを加え, かき混ぜながら溶液の温度変化を測定し たところ, グラフに示す結果が得られた。 水および水溶 液の密度は常に 1.00 g/cm3,比熱は常に 4.2 J(g・K)であ るものとする。 また, 発生した熱は水溶液の温度上昇の みに用いられたものとする。 NaOH = 40g/mol (1) 水酸化ナトリウムの溶解熱を [kJ/mol] として, 固体 の水酸化ナトリウムの溶解を表す熱化学方程式を答え なさい。 24 温 22 度 [℃] 20 18 16 ooooooo O; 0 2 経過時間 [分] 4 (2) グラフより、水酸化ナトリウム 2.0gの溶解による溶液の温度上昇は,何K であると考えられるか。 (3) 水酸化ナトリウム2.0gの溶解によって発生した熱量は、 何Jか。 6 (4) 実験結果から,水酸化ナトリウムの溶解熱[kJ/mol] を求めなさい。 (5) 17℃において, 0.50 mol の塩酸100mLに固体の水酸化ナトリウム2.0gを加えたところ, 溶液の温度上 昇は 11.5K であった。 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液が中和する際の中和熱 [kJ/mol] を求めなさい。 解答 にあたっては,途中の算出過程を必ず示すこと。示されていないものは採点対象外。 問5 メタンおよびエチレンを完全燃焼させると、以下のように反応する。 これらの反応について, (1)~(4) に答 えなさい。 CH4(気) + 2O2(気)=CO2(気)+2H2O (液) + 890kJ C2H4 (気) +302(気)=2CO2(気) + 2H2O(液) + 1410kJ (1) メタンCH4 32gを完全燃焼させた際に発生する熱量は何kJか。 (2) メタン中の C-H 結合の結合エネルギーは,410 kJ/mol であるとき, メタン 1.0mol に含まれる結合をすべ て切断するために必要なエネルギーは、 何kJか。 (3) CO2(気)およびH2O (液) の生成熱がそれぞれ 394kJ/mol, 286kJ/mol のとき, メタンCH4(気)の生成熱 [kJ/mol] を求めなさい。 (4) 標準状態において, メタンCH4とエチレン C2H4 の混合気体 33.6L を完全燃焼したところ, 1595kJの熱が 発生した。 この混合気体に含まれていたメタンCH4 とエチレン C2H4 は, それぞれ何mol か。 解答にあた っては、途中の算出過程を必ず示すこと。 示されていないものは採点対象外。

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