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化学 高校生

このグラフを見て、どこをみたら、反応物のエネルギーが生成物のエネルギーより大きいことがわかるんですか?

#HOH する。 する。 る。 表面積を 127. 反応とエネルギー・・・ (1) E1① E2③ E3 : ② (2) C 解答 (3) この反応は発熱反応であり、反応が進むと反応容器内の温度が上昇 するため, 反応の速さは大きくなる。 は,文 図2 解説 (1) 応物Xのエネルギーと整 ・エネルギー 過酸化 信する 多く 血液中に 128 触媒 図 1 移状態におけるエネルギ 一の差であり、正反応 (X→Y) の活性化エネル ギーに相当する。 E2 は 反応物のエネルギーと生 成物のエネルギーの差で あり 反応エンタルピー 反応の進行度 に相当する。 E3 は, 生成物のエネルギーと遷移状態のエネルギーの差 であり,逆反応(Y→X) の活性化エネルギーに相当する。 O (2) 触媒を加えると, 活性化エネルギーのより小さい経路を通って反 応が進むようになるが,反応エンタルピーは変化しない。したがって, Cのグラフである。 (3) 反応物のエネルギーが生成物のエネルギーよりも大きいので,こ の反応は発熱反応である。 断熱性の反応容器の中で反応させると,反応 が進むにつれて反応容器内の温度が上昇する。 そのため、反応速度は 大きくなる。 X TE2 E3 Y B D ☐ 大 ②温度が上昇すると, 移状態になりうる粒子 割合が増加するため, 応が速く進むようにな

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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

(2)がなぜこうなるのか、わかりません。 なぜエが答えなのですか?

算せよ。 ただし, log10 316 活性化エネルギーある気体分子の反応を考える。絶 対温度 T,〔K〕のときの反応する気体分子の運動エネルギー分 布図(縦軸に気体分子数の割合,横軸に分子のもつ運動エネル ¥300円 ギーをとったもの)は、右図のようになる。 図中に示している E』 は活性化エネルギーであり, 運動エネルギーがE以上の分 絶対温度 T1 [K] のときの気体分子の 動エネルギー分布図 (a) T2のとき に T1のとき 分子のもつ運動エネルギー 布面積 S は, 化学反応することが可能な分子数の割合を示す。 (1) この化学反応において,絶対温度 T,〔K〕 (T, <T2)のときの反応する気体の運動エ ネルギー分布を上図にかき入れた場合,以下のどのグラフになるか。 0.654 (C) T1のとき +((b) T1のとき 火 分子のもつ運動エネルギー T2のとき T2のとき OH 気体分子数の割合 分子のもつ運動エネルギー (d) T1のとき Ea 0 分子のもつ運動エネルギー 分布面積S T2のとき 分子のもつ運動エネルギー (e) T2のとき T1のとき 分子のもつ運動エネルギー 15 反応の速さとしくみ 197 BIZ (2) 活性化エネルギーE以上の運動エネルギーをもつ気体分子が化学反応に関わるが, その分布面積Sは底がeである指数関数e で表される。 (1) を参考にしてfの式を選べ。 ただし, e は自然対数の底, Cは比例定数である。 (ア) CX (EXT) (4) CX (E, +T) (ウ) CX (TE) (エ) CX (E/T) ①水のイオン [HF] [OH-]=K[H:O] =K. (水の流団 Pos =K_GK (九大改)

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化学 高校生

化学の平衡の問題です。解き方がまったくもってわからないので教えて欲しいです!!

模試対策 ⑩ 平衡>美永 311 次のA~Cの文を読み, 問 1~7に答えよ。 答の数値は四捨五入により有効数字2桁で記せ。 ただし, 気 体は理想気体として扱うことができ, 固体触媒の体積は無視できるものとする。 また, 必要があれば次の 数値を用いよ。 気体定数R=8.3×10² Pa・L/(K mol) √2=1.41 A メタノール CH3OH は、 低公害自動車用の燃料や水素一酸素燃料電池の水素供給源などとして広く 利用されており、工業的には, 一酸化炭素と水素に固体触媒(CuO/ZnO/Alz0s) の存在下、約 520K, 約 1.0×107Paの条件下で製造されている。 以下では, ① 式以外の反応は考えないものとする。 CO (気) +2H2 (気) CH3OH (気) 問1① 式の反応に関する次の(ア)~ (オ) の記述のうちから、正しいものを二つ選びその記号を記せ。 (ア) 平衡状態においては、正反応と逆反応の反応速度は等しい。 (イ) 平衡状態においては,正反応と逆反応はどちらも起こっていない。 (ウ) 平衡状態において,物質量比は常に CO:H2CH3OH=1:2:1となる。 (エ) 触媒を加えると、正反応の反応熱は小さくなる。 (オ) 触媒を加えると、正反応と逆反応の活性化エネルギーはともに小さくなる。 問2 ① 式の平衡定数Kを平衡状態における各成分のモル濃度 [CO]、 [H2] [CH3OH] を用いて表せ。 B体積可変の反応容器に CO 1.0 mol と H2 2.0 mol を入れ, 固体触媒を加えたのち, 温度を520K, 圧 力を 2.60 × 106 Paに保ったところ、 ①式の平衡状態(状態Ⅰ) になった。 このとき気体の体積は 3.32L であった。 状態 Ⅰ から,温度を520 K に保ったまま圧縮して, ある体積に保 つと新たな平衡状態(状態II) になった。 問3 状態 Ⅰ において反応容器内に存在する気体の物質量は合計何 mol か。 Klom 00.0110 01.0 問4 温度 520 K における ① 式の平衡定数Kの値を単位とともに記せ。) 問5 状態 ⅡIⅠにおける CH3OH のモル濃度は状態Ⅰのときの 2.82 (=2√2) 倍であった。 状態ⅡIにおけるCO のモル濃度は何mol/L か。 は 問6 状態 ⅡIにおける気体の体積は何Lか。 体積可変の反応容器に CO 1.0mol と H22.0 mol を入れ, 温度を520K, 圧力を 2.60×10-Paに保ったと き ①式の反応によって生成するメタノールの物質量と反応時間との関係を表すグラフは図1のようにな った。なお, ①式の反応の熱化学方程式は次の②式で表される。 CO (気体) +2H2 (気体) = CH3OH (気体)+93 kJ ② 問7他の条件はそのままで, 下線部の条件を次の(1), (2) のように変化させた場合, 生成するメタノー ルの物質量と反応時間との関係を表すグラフの概形として最も適するものをそれぞれ一つずつ選 びその記号を記せ。 ただし, それぞれの図中の破線は, 下線部の条件で反応させた場合のグラフ (図 1) である。 (1) 圧力を 2.60 × 106 Pa よりも高くする。 メタノールの物質量 図1 反応時間

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