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B 【問5】 (第1回レポート 【問4】 の続き) 図のように, 温度 T の環境下で、 取手のつ いたピストンがある容器の下側に物質量 n の理想気体が封じ込められていて, 容器の 上側は真空になっている. 気体は容器を通して外界との熱のやりとりは自由にできる ものとし、ピストンの質量は無視できるほど小さく, 滑らかに動かせるものとする. ピ ストンの取手の上におもりをのせてあり, 気体の体積はV」 となっている. 以下の 問いに答えよ. (i) おもりAがのっている取手の上に, 追加でおもりBをのせるとピストンはさら に下降し、しばらくしたのちピストンは静止して気体の体積がV2 となった. こ の状態変化に伴うエントロピーの変化量 AS1 2 を求めよ. (ii) おもりBだけを取り除くと, しばらくしたのち気体の体積は V1に戻ってピストンは静止した. この状態変化に伴うエ ントロピーの変化量 AS2→1 を求めよ. (iii)(発展問題) (i) (ii) それぞれの過程でのエントロピー生成 7 Sgen1→2, Sgen2→1 を求め,これらの過程の可逆性を論 じよ. (iv) (発展問題) おもりAがのって熱平衡である状態1と, おもりBがのって熱平衡である状態2の間における, ヘルムホ ルツの自由エネルギーの差 AF1→2= F2 - F1 を求めよ. (v) (発展問題) 状態変化 1→2の間に, おもり AとBの位置エネルギーが気体に与えられる. これと (iv) で求めた AF1 2 との差は何を表しているのかを議論せよ. *4 ガソリンエンジンの熱力学的モデルとされるサイクルである. C→Dが可燃性混合気の圧縮, DAが燃焼, AB が膨張, B→Cが排気・吸気 に対応する. DAにおける吸熱は温度 TA の熱源から, BCにおける放熱は温度 T の熱源へ 瞬間的に行われるものとする, *5 仕事は、体積変化に伴って圧力がするものだけとする. *6 実際のガソリンエンジンでは,過程DAでのエネルギー流入は, 熱源 A からの熱流入ではなく、 ガソリン燃焼によるエネルギー流入である. Q *7 過程 A B において, 温度 T の熱源から熱Qを受けとるとき, Sgen = (SB-SA) - T

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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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化学 高校生

青線の式なる理由がほんとに意味がわかりません。どう考えたらこうなりません。考え方を教えてください

16 体が0 思考 えよ。 5. ヘスの法則次の熱化学方程式を用いて, 下の各問いに答えよ。 何 せるに 水の密 た点 か。 1/200 kJ 02 H2102 1 H2+ -O2 C(黒鉛) + O2 H2O (液) △H=-286kJ 2 Jom blad fr H2O (気) △H=-242kJ co2 △H=-394kJ 3 CH4O (液) + 102 2 VISHNU 焼 ΔH=-726kJ 726 KJ kJ/ 2 KJ H=1.0 0=16 CO2+2H2O (液) 水の蒸発に伴うエンタルピー変化は, 1.0gあたり何か。 メタノール CH4O (液)の生成エンタルピーは何kJ/mol か。 知識 86. 生成エンタルピーと反応エンタルピー 二酸化炭素CO2, 水H2O (液),プロパン C3HB の生成エンタルピーは, -394kJ/mol,286kJ/mol, -107kJ/mol である。 (1) CO2, H2O(液), C3Hg の生成エンタルピーを熱化学方程式でそれぞれ表せ。 (2) C3Hg の燃焼エンタルピーをx[kJ/mol] として, C3Hg の完全燃焼を表す熱化学方 程式を記せ。 (3) C3H の燃焼エンタルピーは何kJ/mol か。 第Ⅱ章 思考 SELI 87. 化学反応と熱・光次の文中の下線部が誤っているものを2つ選び, 正しい記述に改 は何molが。 めよ。 物質の変化と平衡 (ア) 反応エンタルピーは、生成物のもつエンタルピーから反応物のもつエンタルピー を引いた値に相当し,前者が後者よりも大きいときは、発熱反応になる。 (イ) 化学反応に伴って,エネルギーの一部が光として放出される反応を光化学反応と 2 lider いう。 吸収 (ウ) 吸熱反応がおこると, その周囲の温度が下がる。 16 (1) (エ) H2+O2 H2O2 (液) △H=-188kJ で表される △H は, 液体の過酸化水素 の生成エンタルピーである。 (オ)光合成では、光を吸収して,二酸化炭素と水から糖類と酸素がつくられる。(C) 思考 BM (1) 88. 化学反応と熱・エントロピー 次の記述のうち, 誤っているものを3つ選べ (ア) 大きい吸熱を伴う反応は, 自然に進行しやすい。 (イ) 発熱反応では、物質のもつエンタルピーは減少する。 放出 (ウ) 鉄は乾いた空気中で酸化され Fe2O3 になる。 このとき, まわりから熱を吸収す。 (エ) エントロピーの増大, すなわち乱雑さが増す反応は, 自然に進行しやすい。 (オ) 反応エンタルピーを直接測定することが困難な場合, ヘスの法則が利用される 液体の水2ml が生成する反応エンタルピー

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