Question

せい

氷の結晶の問題です。問4の論述の問題なのですが3枚目の僕の解答はバツされるでしょうか。どなたかおねがいします。

86 第1章 物質の構造
第1章 物質の構造 87
(解答欄)
状態図
問1.「CIA
温
(2001年度 第1問)
度
物質には,固体,液体および気体の状態があり,温度と圧力によってその状態を示
すことができる。下の図は,水の状態図であり、境界線(太線)はそれぞれの状態
間の平衡を示している。ただし,図の軸の目盛は均一ではなく,わかりやすいよう
に変形してある。
100
[atm)
0
圧
カ
液体
加熱時間
固体
問2.
間3。
体
積
蒸
気
g
b
圧
1
d
気体
100
温度[℃)
0
次の問いに答えよ。問1~問3の略図は,解答欄の図中に示せ。なお,必要ならば、
次の数値を用いよ。
塩化マグネシウムの式景を 96, ブドウ糖(グルコース)の分子量を180 とする。
1気圧のもとで氷の0℃における融解熱は6.0kJ/mol, 100℃での水の蒸発熱は41
kJ/mol である。
圧力
100
温度[℃]
1気圧下で、a点の氷を一定の速度で加熱するとき,a点からd点へ到るまで
の温度と加熱時間の関係を略図で示せ。図中に,記号a~dを記すこと。
問2 一定温度のもとで、d点からe点を経てf点へ圧力を上げるときの圧力と体積
の変化を略図で示せ。図中に,記号d~fを記すこと。
問3 c点では水と水蒸気が平衡にある。一定量の水に,少量の塩化マグネシウムあ
るいはブドウ糖を等しい物質量だけ加えた溶液をつくったとき,水ならびにこれら
の溶液のc点(100℃)付近の温度における蒸気圧線の略図を描け。なお,図中
には,純粋な水を(ア),塩化マグネシウム水溶液を),ブドウ糖水溶液を()として示
問1
に。
せ。
問4 温度一定のもとで,液体に圧力をかけると,通常の物質は固体になる。しかし,
水の場合は上の図のa点(固体)から圧力を上げていくと,g点で融解し,h点
(液体)に到る。加圧によって氷が融解する理由を 50字以内で書け。

88 第1章 物質の構造
第1章 物質の構造 89
解答
解説
問1
a~bが固体状態,b~cが液体状態,c~dが気体状態である。氷を加熱す
ると,水分子の熱運動が激しくなり,温度は上昇する。bの融点では,加えた熱エ
ネルギーは粒子の配列のために使われる(融解熱)ため,すべて融解するまでは温
度は一定である。また,cの沸点においても粒子間の結合を切るために熱エネルギ
ーが使われ(蒸発熱),氷がすべて蒸発するまでは温度は一定となる。蒸発熱は融
問1
d
C
100
b
41
-=6.8(倍)であるので、bに比べcの長さは6.8倍である。
6.0
解熱の
問2 一定温度で,水蒸気dをピストンのついた容器に入れ,圧力を加えていったと
きの状態を考えてみる。dからe は気体状態にあるので、ポイルの法則に従い,圧
力に反比例して体積は減少する。eに到達すると,凝縮が始まり体積は減少してい
くが、圧力は一定に保たれる。この圧力が飽和蒸気圧である。気体がすべて凝縮し
た後,液体状態では,圧力を加えても体積はほとんど変化ない。
問3 蒸気圧は,溶液の質量モル濃度に比例して下がる。塩化マグネシウムは
MgCla→ Mg'* + 2CI- のように電離する。その結果,等しい物質量のブドウ糖
と比べると,溶質粒子の質量モル濃度は3倍になるため,ブドウ糖に比べ蒸気圧は
3倍降下する。
問4 通常の物質では,融解するとき,粒子の熱運動が激しくなり,粒子が運動でき
る空間が広がり、膨張する。したがって,加圧すると,体積が減少する固体へと変
化する。一方,氷の場合は,分子間水素結合のためすき間の多い構造をとる。融解
して水になると,一部の水素結合が切れ、結品がくずれるので体積は減少する。そ
のため,加圧によって融解する。
a
加熱時間
問2 体 d
積
圧力
問3
100
温度 (C)
問4 すき間の多い構造の氷は,水になると水素結合の一部が切れ,体積が減少
するので,加圧によって融解する。(50字以内)
ポイント
融解熱と蒸発熱の大小は加熱時間の大小になるように図示する。
盤
蒸気圧

水は社間のサい構造をむており
圧るををの杉関に加好かメツ、
結品特進が帰るう