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化学 高校生

問4のクについての質問です。解答の1番下の赤い星の2行上に、この問題で重要となるv≒v3は、問題文で与えられるべきであると書いてあるのですが、vもv3もNO2の生成速度であるので、すぐわかることだと思っていたのですが、何か勘違いしていますでしょうか??

(b) 二酸化窒素を生成する反応の一つに, 式(2)に記す一酸化窒素の酸化反応がある。 2 NO + O2 → 2NO2 (2) 化学反応の速度は温度上昇とともに増大するのが通常である。 しかし, それとは 逆に、気相における式(2)の反応では、ある温度範囲においては温度上昇とともに反 応速度が低下する。この反応速度』はNO2の生成速度であり,反応物の濃度を用 v=k[NO][02] (3) のように表されることが実験的にわかっている。 ここで,kは反応速度定数であ る。 以下では,上記の”の一見異常な温度依存性を説明する機構の一つについて考察 する。それは,式 (2) の反応が次の式 (4) と式 (5) に記した二段階の素反応によって進む 機構である。 NO + NO N2O2 N2O2 +02 ← k 2 NO 2 45 (5) 式(4)の正・逆反応におけるN2O2の生成速度と分解速度 12,および式(5)にお NO2の生成速度 v3 は, それぞれ V 01=k1 [NO]2,02=k2[N202],v3=k3 [N2O2] [02] (6) We U2 と表され, v2 は0よりも充分に大きいものとする。 すなわち, 式 (5) の反応に よってN2O2が消費されても, 式 (4) の平衡が速やかに達成されるものとする。 この とき式(4) の反応の平衡定数 Kおよび式 (2) の反応の速度定数kを,k, k2, ks を

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流れるeの物質量は酸化数の変化〜と自然に書いていますが意味がわかりません😿 正極と不極の反応式を求めなくても分かるんですか?

(1) CO2 + H2 CO + H2O (正反応は吸熱反応) ① 圧力一定で温度を下げると,平衡は発熱反応の方向,すなわち,左へ移動す る。 よって、 一酸化炭素CO の物質量は減少する。 ②一般に,温度一定で圧力を上げると, 平衡は気体分子の総数(総物質量)が減 少する方向へ移動するが,式(1)の反応では反応の前後で気体分子の総数(総物質量) が変化しないので,平衡は移動しない。よって、COの物質量は変化しない。 ③温度・圧力一定で水素Hを加えると、平衡は H2 が減少する方向,すなわ ち,右へ移動する。よって, COの物質量は増加する。.0) W ④温度・圧力一定でアルゴン Arを加えると、容器の容積が大きくなるため, 式 (1)の反応に関わる物質の分圧は減少する。この場合、一般に,平衡は気体分子の総 数(総物質量)が増加する方向へ移動するが,式 (1) の反応では反応の前後で気体分子 の総数(総物質量)が変化しないので,平衡は移動しない。よって、 COの物質量は 変化しない。 以上より,平衡状態のCOの物質量を増やす操作は③である。 8 0.01 g81=lom 0.1XIomkg 81 問3 電池 反応物の総量が1kg 消費されるときに流れる電気量Qを比較するには, 0881-* 恋で 体か 流れる電子 e の物質量 (mol) で昇する。 反応物の質量(g) を比較すればよい。 流れるe-の物質量は、電池全体での反応における酸化数の変 -210-

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この問題の2番がよくわかりません。よくわからない部分の解説にカッコをしてます。

62 第3編 物質の変化 115 〈NO2とNO の平衡〉 ★★ 褐色の気体NO と無色の気体N2O4 は, 0~140℃の範囲において①式で示すような 平衡関係が存在する。 N2O4 (気) 2NO2(気) ...... ① この混合気体を用いた実験1,2について,次の各問いに有効数字2桁で答えよ。 (実験1) この混合気体を2本の試験管に入れ, > 右図のように連結した。 この試験管をそれぞれ氷 水および熱湯に浸して色の変化を観察したところ, 高温側の気体の色が濃くなった。 (0 (実験2) ピストン付き容器に0.010molのNO00~00 を入れ、容器内の温度を67℃ 容積を1.0Lに保 ったところ, ①式で示すような平衡が成立し 合気体の圧力は4.6 × 10'Paを示した。 貴 (1) 実験1から考えて, ①式の正反応は発熱反水 応, 吸熱反応のいずれか。 また, その理由を簡 単に説明せよ。 熱湯 (2)実験2において, N2O4の解離度はいくらか。 また, 67℃での①式の圧平衡定数 K を求めよ。(気体定数R = 8.3 × 10 Pa・L/(K・mol)とする。 D01 ($) (3)67℃に保ったまま、ピストンをゆっくり押して混合気体の圧力を 9.0×10 Pa と した。このときのN2O4 の解離度はいくらになるか。 R (早稲田大 (改)

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これの(iii)の解き方が全くわかりません。どうして[H2]=[I2]になる?そもそもどうして平均を取ったりできるの?また、0,100と0,085っていう濃度はどこから出したのですか?詳しく教えていただけると嬉しいです。反応速度ほんとに苦手で、、、

156 問題 命化ボ 医情Ⅰ 科報ツ 2024年度 生文ス (4) 下線部(b) に関連する次の文を読み、問い (i) ~ (vi) に答えよ。 ただし、物質はすべて気体として存在し、容器内の全圧は反応によ て変化しないものとする。と 水素とヨウ素の反応は次のように表される。 同志社大学部個別日程 志社大学部個別日程 [mol/L] 0.100 9.085 0.075 H2 + 12 2HI [Hz] 化学 この反応は正反応と逆反応が同時に進行する ( き ) 反応である。 水素分子 (H-H), ヨウ素分子 (HI), ヨウ化水素分子 (H-I)の結合 エネルギーがそれぞれ 432kJ/mol. 149kJ/mol, 295kJ/mol である 0.050 ② 0.025 0.000 0 50 50 2024年度 文化情報 科報ツ 生命医科 ので、この正反応の反応熱は水素1molあたり(く)灯である。 正反応の反応速度(水素が消費される速度)をv.逆反応の反応 速度 (水素が生成する速度)を とすれば, v=k」 [H2] [12] 2k2 (け) -100 ③ (40) ④ と表される。ここで [X] は物質 X の濃度 [mol/L] を表す。 またk およびk2 はそれぞれの反応の反応速度定数である。 0.100 mol の水素と0.100 molのヨウ素を容積が1.00Lの容器に閉 じ込め,温度を一定に保ったところ, 混合してからはじめの200秒の 間に水素の濃度が図2のように変化した。 しかしながら時間が十分に 経過すると水素とヨウ素の濃度はいずれも 0.020mol/Lとなりそれ 以降は変化しなかった。 このような状態を平衡状態と呼び, 反応②の 平衡定数K と反応速度定数k, およびk2の間には次のような関係式が 成り立つ。 K= (こ) 和 化 100 150 200 [s] 時間 図2 水素の濃度の時間変化 (i) 文中の(き)にあてはまる最も適切な語句 (く)に あてはまる整数(け)(こ)にあてはまる最も適切な 数式を記せ。 (ii) グラフから50秒後の水素の濃度を読み取り,はじめの50秒に おける正反応の反応速度v 〔mol/ (L・s)] を有効数字2桁で 答えよ。 (ii)(ii)の結果を利用してはじめの 50 秒におけるk 〔L/ (mols)] を有効数字2桁で求めよ。 ただし、この時間での逆反応の寄与 は無視せよ。 (iv) 解答欄のグラフには図2と同じ水素の濃度変化を表す曲線が記 入してある。 これを参考に、解答欄のグラフに0秒 100秒 後 200 秒後のヨウ化水素の濃度を表す点を記入せよ。 (v)この温度における反応 ②の平衡定数Kを有効数字2桁で求めよ。 他の条件は変えずに, (a) 触媒存在

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12番なんですが、溶解度積よりも大きかなったら沈殿が生じるのはわかるんですが、その分だけイオンが減少するわけではないんですか?今回でいえば1.0×10^5mol/ℓです。

化学 だし,水溶液の温度は25℃で一定とする。 問4 AgClは難溶性の塩で AgCl の沈殿を含む水溶液中では,次の式(2)で表され a~c) が成り立つ。この紙に関する後の問い(~)に答えまさん 化学 た C 次の図2は、 AgCl の沈殿を含む水溶液中での Ag+および CI のモル濃度 の関係を表したグラフである。 h 47 20×10×100×10-6 ア 2×1043 AgCl (固) Ag+ + Cl* (2) に a AgCl の沈殿を含む水溶液に次の操作 Ⅰ. II を行ったとき 沈殿の量は増 加するか、減少するか。それらの変化の組合せとして最も適当なものを の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, 式 (2) の右向きの反応 (正反応) の 25 後 ・毎×1000% ンタルピー変化AHはAH0である。 10 H OLO O 操作Ⅰ 純水を加える。 Ad 操作Ⅱ 温度を上げる。 操作 I 操作Ⅱ ② ③ 沈殿量が増加する 沈殿量が増加する 沈殿量は変化しない 沈殿量が増加する 沈殿量が減少する 沈殿量が増加する ④ 沈殿量は変化しない 沈殿量が減少する 沈殿量が減少する 沈殿量が増加する 6 沈殿量が減少する 沈殿量が減少する - [Ag+] ( × 10-5mol/L) 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 イ 1.5 1 0.5 0 2 4×10 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 00.5171 10 0175 [Cl-] (×10-5mol/L) 5.00- 図2 AgCl の沈殿を含む水溶液中での Ag+ および CI のモル濃度の関係 10 10. 000 2.056 5.0×10mol/LのAgNO 水溶液10mLに4.0×10mol/LのNaCl 水溶液10mLを加えた後の水溶液中のAg+ および CI のモル濃度を表す点 はア~エのどれか。 最も適当なものを,次の①~④のうちから一つ選べ。 12 0.10mol/Lの塩酸100mL に 2.0gのAgClを加えた。この水溶液中の Ag+の濃度は何mol/Lか、最も適切な数値を、次の①~④のうちから 一つ選べ。ただし,AgCl の溶解度積 K は 1.0 × 10-10 (mol/L)2 とする。 また、水溶液の体積は100mLで変化しないものとする。 11 |mol/L 120 ① 1.0 × 10-10 280.0 - ② 2.0 × 10-10 ③ 1.0 × 10-9 0.01 +x ④ 2.0 × 10-9 0.1.2=1.0×10 19 w. ① ア ② イ ③ウ ④エ 245 143.5 0.1×0.1 110×10 00 10 0.014 1435280,00 [A][0] [Ag] (435 5650 1,0x 10x10 710 f - 39 -

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問三の問題なのですが、僕は、700℃という高温にしたときに物質の熱運動が盛んになり、圧力が大きくなるので、総物質量が小さくなる右の方向に反応がより進むと思ったのですが、この考え方のどこがダメなのか教えていただきたいです

4 (配点 20点) 問: 次の文を読み, 問1~ 問7に答えよ。 ただし, 物質はすべて気体状態で存在し, 理想 気体としてふるまうものとする。 密閉容器に窒素と水素を触媒とともに封入し高温にすると、次の式①の反応が起こっ てやがて平衡状態に達する。この反応の正反応は発熱反応であることが知られている。 N2 + 3H2 + 2NH3 Cor-ORA ① 問1 式①の反応で触媒を用いる場合、触媒を用いない場合と比べてその値が大きく なるものを,次の(ア)~(オ)のうちからすべて選び、その記号を記せ。ただし,式. ①の反応は定温定圧のもとで行われるものとする。 (ア) 正反応の反応速度 (ウ) 逆反応の反応速度 (正反応の活性化エネルギー (エ) 逆反応の活性化エネルギー (オ) NH3 が1mol 生成するときに発生する熱量 問2 平衡の移動について述べた次の文の空欄 あ に適する語を記せ。 Com ある反応が平衡状態にあるとき,濃度・圧力・温度などを変化させると,その影 響を和らげる方向に反応が進み, あらたな平衡状態となる。これを あ の原 2 理という。 -59- ルシャトリエ

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(5)のカの求め方がよく分かりません。 あと(6)のオレンジで印のつけてあるv’1>v’2のところで平衡2の方が1よりアンモニアは少ないからアンモニアを分解する逆反応v’2がv’1より大きくなってv’2>v1と考えることもできませんか?

問2 次の文章を読んで, 設問 (1)~(6)に答えよ。 7mol 3mal 窒素 N21.0mol. 水素 H2 3.0molの混合気体を少量の四酸化三鉄 FeO』とともに容 積可変の密閉容器に入れ、 ある温度で反応させると, 式 (1) の反応が起こり, アンモニ アNH』 が生じた。 2mol N2 + 3H2 2NH3 チュ Ett (1) 2コ 容器内の圧力をP 〔Pa] に保つと、 混合気体中の物質量の比がN: H2: NH3 =1:3: 2になったところで平衡状態となった (平衡状態1とする)。 また,平衡状態における各気体の分圧をPNa. PH, PN4 とすると,圧平衡定数 K, は 式 (2) のようになり, P1 を用いてK を表すと式(3)のようになる。 (PNH) 2 K₁ = PN2X (PH2 ) 3 ア [ウ Kp= P1 イ 平衡状態1から温度を一定に保ったままで, 圧力を Pi 〔Pa] よりも 設問(5) 空欄 ク にあてはまる整数を記せ。 設問(6) 平衡状態における正反応によるNH』の生成速度を11. 逆反応による NH3 の分解速度をvi', 平衡状態2における正反応による NH3の生成速度をV2, 逆反応によるNH の分解速度を vzとする。また,平衡状態1から平衡状態 2に変化する過程でのある時間における正反応によるNH3 の生成速度を Ut, 逆反応による NH3 の分解速度を ur' とする。 次の(a)~(c)に示した反応速 度の大小関係を等号もしくは不等号を用いて表せ。 (a) (b) vi v₂ (C) vt v2 平 1→2 平衡状態では 1→ 2 (2) →正 NH ←反応 (3) NHD減らす反応の 方が速い 正反と反の亜同じ ひび NHS だんだん NHSの増える 速度 ひこぴ ひとくひと ひとつひ 平衡2の方がより NH ひょうひ エ(高い低い) P2 〔Pa] に保つと,平衡がオ(右左に移動し,N2, H2, NH3 の 物質量の比が1 カ 1になったところで新たな平衡状態となった (平衡状態 2 とする)。 P1とP2 の間には式 (4) の関係が成り立つ。 P2= -P1 (4) ク 設問 (1) 式 (1) のアンモニアを合成する方法の名称を記せ。 設問(2) 平衡状態1 における NH3 の物質量を有効数字2桁で記せ。 設問(3) 空欄 ア ~ ウ にあてはまる整数を記せ。 設問 (4) 空欄 エ オ に括弧内の語句のいずれかを記せ。 い ひょうひょ

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