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化学 高校生

高校化学の気体に関する計算問題です。 解答と解説をお願いしますm(_ _)m

【12] 体積Vの密閉された容器を真空し、そこに純物質 A の液体のみを体積 Vo (1Vo < ) だけ入れて 一定の温度 T に保つと、液体が一部蒸発して気体となり、液体が満たしている部分以外の密閉容器の 空間を満たす。この時の密閉容器内の圧力は、この液体に固有の蒸気圧Pを示し、飽和蒸気圧と呼 ばれる。このとき、気体と液体が共存していることから、この状態は状態図における蒸気圧曲線上が 温度 Tのときの状態に対応しており、その状態図上での点における圧力が、この場合の飽和蒸気圧を 与える。 さて、この純物質 A の液体を溶媒とし、そこに不揮発性の物質 B を溶質として溶かすと、この溶液 の蒸気圧 Piは、純物質 A の液体の蒸気圧 P よりも低下する。この現象を蒸気圧降下というが、この ときの圧力は、以下のラウールの法則により与えられる。 P, = xP ここで、x は溶媒のモル分率と呼ばれる量であり、溶媒の物質量を na、溶質の物質量を ng とすると nA x= nA+ng により与えられる。なお、ラウールの法則はモル分率のみに依存し、使われる物質に依らない。*1 この式を変形して蒸気圧の降下分である AP = P -P, を求めると AP = P-P,= (1-x)P=(1- MA nA+ng 1B-P P= 1A+ng となり、AP は溶質のモル分率に比例することがわかる。希薄溶液では ng と近似できるので、 na+ng MA 純物質 A の分子量 MA、溶液の質量モル濃度 m [mol/kg] を使って AP = ア のように書き直すことができる。このことから、希薄溶液における蒸気圧降下も、沸点上昇や疑固点降 下と同様に溶質の種類に無関係で質量モル濃度に比例する現象としてとらえることができる。*2 これらのことをふまえた上で、以下の(1)~(3) に答えなさい。 *1:ただし、電解質溶液の場合は、電離したイオンのそれぞれの物質量を足したものを溶質の物質量とする必要がある。 *2:ラウールの法則は不揮発性の溶質だけでなく、より一般の希薄混合溶液について成り立つ法則であり、混合溶液の性質を 議論する上で大事な出発点となるものであるが、ここでは沸点上昇や疑固点降下との比較が分かりやすいように議論を限定 してある。 (1)真空にした 10L の密閉容器に水を入れて 27℃に保ったところ、密閉容器中の液体の水は 5.0L に なっていた。水蒸気の物質量は何 mol か。 ただし、27℃の水の蒸気圧は 3.6×10°Pa とする。 (2) アに当てはまる式を書きなさい。 (3) 水 5.40 kg にスクロース 1.03×10' kg を溶かし、27℃に保った時の AP は何 Pa か。

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化学 高校生

考査の問題だったんですけど、化学のこの単元がわからなかったです。どなたか教えて頂けたら幸いです。

1以下の問いに答えなさい。 問1(1)以下の(a)、 (b)の文中の (①~④ ) に適する語句を選びなさい。 (a) O(ボイルの法則 シャルルの法則 )は、一定温度で一定量の気体の体積1/は, 圧カpに 2[比例反比例 ] する。 (b) 3(ポイルの法則シャルルの法則 ) は、一定圧力で一定量の気体の体積1/は, 絶対温度Tに @[ 比例·反比例]する。 (2)(1)の(a), (b)の法則とポイルシャルルの法則の内容を示している式を下から選び、グラフの概形を 解答用紙に答えなさい。式中の k, Rは定数である pV= k 1/=kT pV= kT 元V=CRT 問2 2TC, I.00×10Paで500mL の窒素がある。この窒素を 87C, 体積を 3.0Lにすると,圧力は何Pa になるか。 計算式を示し単位をつけて有効数字2桁で答えなさい。 問3 以下の文を読み問いに答えなさい。 80°℃で9.0×10Pa の水素が入った6.0L の容器と, 80°℃で6.0×10Pa の酸素の入った3.0L の容器がある。 Hz 9.0×10'Pa 6.0L O2 6.0×10Pa 3.0L (1) コックを開き, 2つの気体を混合したとき,水素と酸素の分圧を それぞれ求めよ。計算式を示し単位をつけて有効数字2桁で答えなさい。 (2)(I1)の混合後の気体に着火して完全に反応させた。その後,反応容器を元の温度まで戻した。 このとき,容器内に存在する気体の名称とその分圧をすべて答えよ。 ただし,生じた水はすべて気体として存在するものとする。必要があれば下の表を用いてもよい。 (3)(2) のとき, 容器内の圧力 (全圧)を求めよ。単位をつけて有効数字2桁で答えなさい。

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化学 高校生

解答は4.5です。 解説お願いします。

19 25 A 揮発性の液体試料の分子量は, 図1のような装置を用いて下の手順1~5に よって,気体の状態方程式から求めることができる。ある高校生が, シクロヘキ サンと未知の試料Xについて, この手順に従って分子量を求める実験を行った。 穴 はく アルミニウム箔 揮発性の 液体試料 温度計 温水 一ホットプレート 図 -1 手順1:乾燥した丸底フラスコとアルミニウム紹箔を電子てんびんにのせて質量を はかる。 手順2:少量の液体試料を手順1の丸底フラスコに入れて, 穴をあけたアルミニ ウム箔を被せ,ビーカーに入れた温水に浸して温水を加熱する。 手順3:液体試料がすべて蒸発したことを確認した後,丸底フラスコ内の温度が ほぼ一定になったら, その温度を測定し, 丸底フラスコを取り出して, その後,速やかに放冷する。 手順4:丸底フラスコのまわりの水をよく拭き取り, アルミニウム箔を被せたま ま電子てんびんで質量をはかる。 手順5:実験に用いた丸底フラスコをよく洗浄した後,丸底フラスコの口まで水 を入れ,その水をメスシリンダーに移して体積をはかる。 問1 シクロヘキサンについて, この実験の結果から分子量を計算したところ, シクロヘキサンの正しい分子量よりも大きくなってしまった。 どのような原 因が考えられるか。適当なものを, 次の①~⑥のうちから二つ選べ。 ただし, 解答の順序は間わない。 19 20 0手順1で丸底フラスコが十分に乾燥しておらず, まわりに水滴が付着し ていた。 手順2で丸底フラスコに入れた液体試料の量が少なく, すべて蒸発して も丸底フラスコ内を満たさなかった。 手順3で温水から取り出した丸底フラスコの放冷が十分でなかった。 手順4で丸底フラスコのまわりについた水が十分に拭き取れていなかっ た。 ⑤ 手順5で丸底フラスコからメスシリンダーに水を移したときに, 水が丸 底フラスコ内に残っていた。 コEN FI

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化学 高校生

化学の溶解の範囲に関する質問になります。 78の⑷なのですが、そもそも重合度が何かわからず、解説を見ても理解ができません。重合度が何か調べても理解できなくて困ってます。良かったら教えてくれると嬉しいです!

実験操作によって求められる物性値を含めて 60字以内で答えよ。 実験操作には、 を用いて溶液濃度を計算するための計算方法を記述する必要はない。もし、 (1)でな。柱の高さ: 760mm, H=1.0, C=12, O=16, 気体定数 R:8.3×10°Pa·L/(K·mol) た濃度が複数の場合には, それらすべてが共通して求められるように実験操作 (1)で答えた濃度を求めるために, 追加mして行わなければならない実験操作を、そ 36 40 回溶 液 41 下の問いに答えよ(数値は有効数字2桁)。 水のモル凝固点降下:1.85K·kg/mol, 水銀の密度: 13.6g/cm", 1.01×10°Pa の水銀 (1) 水溶液Aの凝固点降下度を求めよ。 (2) 水溶液Aの浸透圧を求めよ。ただし,浸透による濃度変化を無視する。 水溶液Aの液柱の高さんは何 mm か。ただし,毛細管現象は無視する。 W 水溶液Bに含まれるポリビニルアルコールの重合度を求めよ。ただし,このポリビ ニルアルコールの重合度に分布はないものとする。 (18 東京慈恵医人 値を記述せよ。 °7. 〈密閉容器内の気体の溶解〉 10°℃で8.1×10-°mol 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A]Pa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。 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°C 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頼 は0.59Lである。スドスペース中の二酸化炭素の分圧をか[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 n」[mol] と n2 [mol) は、かを ヘッドスペー 50mL (16 金沢大) t°79. 〈溶媒分子の移動〉 次の文章中の空欄口には最も適当な語句·記号·数値(有効数字2桁)を答えよ。 H=1.0, C=12, O=16, Na==23, Cl=35.5 (実験に用いた溶液) (溶液a) 180mL (180g)の水に18gのブドウ糖を溶解した水溶液 (溶液b) 180mL(180g)の水に5.85gの NACI を溶解した水溶液 図のように,大きなガラス容器にビーカーAとBを セットし,Aには溶液aを,Bには溶液bを入れて密 閉した後,室温(25℃)で平衡に達するまで放置して おいたところ,ビーカー①]の液量が増加していた。 不揮発性の溶質が溶けた希薄溶液では, その蒸気圧は 純溶媒に比べて なる という現象が起こる。 ガラス容器を密閉すると, 蒸気圧の高いビーカー からビーカー 6]に徐々に 水が移行し,平衡状態では両者の蒸気圧が等しくなる。ガラス容器中に水蒸気として存 在する水の量は無視できるものとすると, 移行した水の量は[]mL となる。ただし, は質量モル濃度に比例するものとする。 二酸化炭 を含む水 500ml。 A B 用いて表すと n=イ]×p n2=[ウ]×p 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かはエ Paであ 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。 (10 東京理大 改] 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) °80.〈酢酸の二量体と会合度〉 次の()に最も適合するものを,それぞれ下から選べ。H=1.0, C=12, O=16 ある炭化水素1.00gをベンゼン 100gに溶かした溶液の凝固点は5.10°℃であった。 ベンゼンの凝固点は5.50°℃,モル凝固点降下は5.12K·kg/mol である。これより,こ の炭化水素の分子量は(A )と求まる。一方, 酢酸はペンゼン中では( B )により一 部が二量体として存在する。酢酸1.20gをベンゼン 100gに溶かした溶液の凝固点は 4.89°Cであった。このとき, ベンゼン溶液中で二量体を形成している酢酸分子は,すべ ての酢酸分子の約( C ) %である。 [15 京都大) °78.(浸透圧〉 分子量 1.0×10° 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/cm° 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 ーガラス管 ポリビニルアルコール 水溶液 レ水 (エ) 256 (オ) 512 (イ) 64 (ウ) 128 A:(ア) 32 B:(ア) 水素結合(イ) 共有結合 (ウ) イオン結合 ()電離 (オ) 溶媒和 C:(ア) 20 数時間放置 [16 早稲田大) (エ) 80 (オ) 90 (ウ) 60 半透膜のはたらきをもつ素焼き容器 (イ) 40 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。 と10ン4 25k4

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地学 高校生

①マグマが上昇すると圧力はなぜ下がるのか ②圧力が下がると揮発性成分はなぜ溶けきれなくなるのか ③マグマが発砲すると平均密度が小さくなるのはなぜか の3点を教えてください!!お願いします🤲

で生成されるためである。火山の分布と噴火活動との関係などについて調べよう。 ったり,火成岩が形成された )。これは, マグマが特定の場所 西之島 西之島 新島 500 m 2013年6月 *図33 日本の火山の噴火(a)西之島新島の噴火。 2013年11月に始まった海底噴火でできた新島か,四 フ島と接している(左図は火山活動が始まる前。左右の図の縮尺は同じである)。 (b)桜島の噴火 (鹿児島県, 2014年9月 2010年12月)。 A マグマと火山の噴火 b) マントル上部や地殻下部など, 地下深部で岩石が融けるとマグマが発生する。液状 のマグマは,深部の岩石より密度が小さいので浮力によって地殻中部~浅部まで上昇 し、マグマだまりをつくって一時的に蓄えられる。 き はつ 火山 マグマには水(H:O)や二酸化炭素(CO)などの揮発 せい 性成分(気体になりやすい成分)が含まれている。マグ マが上昇して圧力が下がると,揮発性成分が溶けきれ マグマ だまり なくなり,マグマの発泡が起こる。発泡したマグマは 15 平均密度が小さくなるため,さらに上昇しやすくなる。 このようにして,マグマが地表に噴出すると噴火が起 こる。また,地下水や海水などがマグマによって加熱 され,急激に気化すると水蒸気爆発が起こることもあ モホ面 る。 マグマだまりがそのまま冷えて固化すると, 深成岩 体を形成する(→ p.43)。 図34 火山とマグマだまり 第2章 活動する地玉 a) volcano b)magma c)eruption

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化学 高校生

93(2)の質問です この回答の最後の式の意味がわかりません

た溶液の蒸気圧は のモル分率に比。 (ラウールの注助。 て、蒸気圧降下族。 のモル分率に比解 希薄溶液の場合、 溶質に比べて過射 溶質のモル分率は 量の溶媒に対する 割合(例えば質 度)に比例すると よい。 40 93 (1) 0.99 倍(2) 容器AからBへ60。 92.液体の混合● 水 180gの物質量は 180g 18g/mol =10mol, グルコース18gの物質量は 18g 180g/mol 5.85g 58.5g/mol 第 (1) 溶媒の水のモル分率は =0.10mol, 塩化ナトリウム 5.85gの物質量は 比べて,何mL増加または渡少したか。 =0.100mol である。 -0.99 なので,蒸気圧は水の 101 10 100 10+0.1 (近畿大) 編 0.99 倍である。 2) 塩化ナトリウムが水溶液中で完全に電離することに注意して, (1)と 同様に容器Bの溶液の蒸気圧を計算すると, 水の ぞれ何mL か。整数値で答えよ。 93溶液の蒸気圧● 水180gにグルコース CaHi20s 18gを 溶かした水溶液を入れた容器Aと, 水 180gに塩化ナトリウム NaCl5.85gを溶かした水溶液を入れた容器Bがある。 (1) 容器Aの溶液の蒸気圧は, 水の蒸気圧の何倍か。不揮発性 の物質の溶液の蒸気圧は, 溶媒のモル分率に比例するとす A 100 倍となる。よ B 102 って,容器Aの溶液のほうが蒸気圧が高いので, 容器Aから容器Bへ 水が移動する。移動する水の質量をx[g] とすると, 移動した後の 2つの溶液の蒸気圧が等しいので、 22つの溶液の 濃度が等しくな 解くこともでき 0.10mol x[g) 18g/mol x [g] 18g/mol x [g] 180g-x[g] 10mol- 10mol+ 0.10 180 る。 10mol- +0.10mol 10mol+ +0.100mol×2 18g/mol 18g/mol x=60g (2) 容器Aと容器Bを,温度が一定に保たれている密閉谷器に入れて長時間放置すると 2つの溶液の間で水が移動し, 蒸気圧が等しくなった。水は, どちらの容器からど 日 x=60g らの容器へ何g移ったか。 94: 100.05°C 1 水の蒸気 圧曲線 94.蒸気圧と沸点● 純粋な水の飽和蒸気圧は, 97°Cで 0.89×10°Pa, 100°℃で 1.01×10°Pa であり,水や薄い溶液では,蒸気圧曲線は 95°C から 105°℃の間では直線 とみなしてよい。尿素を水に溶かして0.1mol/kg の薄い溶液にし, 水との蒸気圧を比 敦したところ,0.002×10°Paの差があった。この尿素水溶液の大気圧(1.01×10°Pa)で の沸点は何°Cか。小数第2位まで求めよ。 尿 97°C から 100°℃まで温度が3K変化したときの蒸気圧の変化量は、 1.01×10°Pa-0.89×10°Pa=0.12×10°Pa 薄い溶液で100°C前後の狭い領域では, 温度の変化量と蒸気圧の変化量 は比例するとみなしてよい”から, 沸点上昇度をAt [K] とすると, 水と 尿素水溶液の蒸気圧差に対応する沸点上昇度は, 0.002×10°Pa 0.12×10°Pa 尿素水溶液の沸点は, 100°℃+0.05°C=100.05°C 1.01 ×10°Pa D 0.89 - ×10° Pa (慶塵大) At [K] 3K At=0.05K 5.凝固点降下と式量● A*+ と B- からなり化学式 AB2 と表される化合物物 8.0g = 200gに完全に溶解させて凝固点を測定したところ、水の凝固点より1.3K低 の化合物の式量を求めよ。ただし, 水のモル凝固点降下は1.9K·kg/mol, 10ロ。 の電離度を0.80 とする。 97℃ 2水溶液の 100°C+沸点 95:1.5×10° [名城大) >80 酢酸溶液の凝固

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