Question

や

bの問題で、解答の最後の1行の意味が分からないので教えて欲しいです

問4 次の文章を読み, 後の問い (ab) に答えよ。
Bがコックでつながれている。 コックを閉じた状態で, 容器A には, 一酸化炭
容積が2.0Lの容器Aと, ピストン付きで容積を変化させることのできる容器
素 CO を 27℃で 1.0×10°Pa になるように封入した。また,容器 B には、容積
が 1.0L になる位置でピストンを固定した状態で,酸素 O2 を 27℃で3.0×10
Paになるように封入した。 これを状態Ⅰ とする (図3)。
b状態Iからコックを開いて, 容器Bのピストンを完全に押し込んで、容器
B内の気体をすべて容器 Aに移したのち, 再びコックを閉じた。 次に, 容器
A内の気体に点火し, COを完全に燃焼させた。 燃焼後, 温度を27℃に戻し
たとき、容器 A内の圧力は何Pa になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥の
うちから一つ選べ。
27 Pa
容器A コック 容器 B
Coo
O2
ピストン
1.0×105 Pa
3.0×10 Pa
Joa
2.0L
1.0L
図3 状態 Iにおける容器 A, B内の様子
a
状態Ⅰから, ピストンを固定したままコックを開いて, 十分な時間放置した。
このとき、容器内の圧力は何 Pa になるか。 最も適当な数値を、次の①~⑥の
うちから一つ選べ。 ただし, 容器内の温度は27℃に保たれているものとする。
26 Pa
① 1.0×105
(2) 1.7×105
③
2.0 × 105
2.3×105
3.0×105
⑥
4.0 × 105
① 1.0×105
④ 2.5×105
② 1.5×105
2.0×105
3.0×105
⑥ 3.5 × 105
-33-
20

a
一酸化炭素 CO と酸素 O2 のそれぞれについて, コックを
開く前後で、物質量および温度は一定なので, ボイルの法則が成
り立つ。 コックを開いて十分な時間放置したあとのCO, O2 の分
圧をそれぞれ Poo (Pa), Poz (Pa) とすると,
CO: 1.0×10 Pa×2.0L=Pco (Pa) × (2.0+1.0) L
Pco (Pa)= 2.0 × 105 Pa
O2 :3.0×10 Pa×1.0L=Poz (Pa) × (2.0+1.0) L
Poz (Pa)=1.0×105 Pa
気体の法則
一定量の気体では,
ボイルの法則 温度一定では,気体の
体積Vは圧力Pに反比例する。
PV=一定
シャルルの法則 圧力一定では、気体
の体積Vは絶対温度 Tに比例す
V
2CO + O2 → 2CO2
反応前
1.0
1.5
0 (×10 Pa)
変化量 1.0 -0.5
反応後
+1.0 (×10°Pa)
0
1.0
QN
したがって,燃焼後の容器 A内の圧力は, 全圧=分圧の和よ
1.0 (x105 Pa)
り、
1.0×10°Pa+1.0×10°Pa=2.0×10 Pa
27 ･･･③
よって、容器内の圧力 (混合気体の全圧) をP(Pa) とすると,全
圧=分圧の和より,
P=Pco+Poz=
= 2.0
x105 Pa+1.0x105 Pa
JVは,圧力Pに反比例し、絶対温度
に比例する。
ボイル・シャルルの法則 気体の体積
PV
= 5.0 x
×10 Pa=1.66×10Pa=1.7×10Pa
T=-1.
混合気体の圧力
26 ...②
b 状態Ⅰからコックを開き, 容器Bのピストンを完全に押し
込んで, 容器 B内の気体をすべて容器Aに移したのち, 再びコッ
クを閉じた。このときのO2の分圧を Po2 (Pa) とすると, ボイル
の法則より,
3.0×10 Pax1.0L=Poz (Pa)×2.0L
Po2 (Pa)=1.5×10 Pa
全圧 混合気体が示す圧力。
分圧成分気体が単独で、混合気体と
同じ体積を占めたときの圧力。
全圧=分圧の総和 (ドルトンの分圧
の法則)
分圧の比=物質量の比
分圧=全圧×モル分率
また, CO の分圧は1.0×10 Paのままである。
容器 A
(モル分率 混合気体全体に対する
成分気体の物質量の割合)
容器 B
閉
co
1.0×10 Pa
O2
|3.0×10 Pa
第5問 アンモニアに関する総合問題
問1 濃度
モル濃度は,溶液 1Lあたりに含まれる溶質の量を物質量で表
した濃度である。 したがって, 飽和水溶液 1Lに含まれるアンモ
ニア NHs (分子量17) の物質量を求めればよい。
NH3の飽和水溶液1L (1000cm)の質量は,
0.88g/cm×1000cm²=880g
よって,含まれる NH の質量および物質量は,
35
質量:880g×
-=308g
100
物質量:
308g_
17g/mol
-=18.1mol≒18 mol
2.0L
1.0L
容器 A
容器 B
開
CO 1.0×10 Pa
O2 1.5×10 Pa
2.0L
次に, 容器 A内の気体に点火し, COを完全に燃焼させ、燃焼
後、温度を27℃に戻した。 このとき, 反応の前後で容器の体積
と温度は一定であるから, 圧力(分圧) の比=物質量の比が成り立
つので,反応の量的関係は分圧を用いて次のように考えることが
できる。
mm
したがって, NH3 の飽和水溶液のモル濃度は18mol/Lである。
28...②
問2 水素結合
電気陰性度の大きい原子X (F, O, N) と水素原子 Hの間の結合
は極性が大きく,そのためH原子をはさんで静電気的な引力がは
8- 8+ 8-
たらき,X-HX のような結合が形成される。 このように, 電
気陰性度の大きい原子どうしの間にH原子が介在することで形
成される結合を水素結合という。 アンモニア NH3 では,
8- 8+ 8-
N-HNのように分子間で水素結合が形成される。したがっ
て, NH3 の分子間で水素結合が形成されている様子を表したもの
①である。
なお,水素結合は,一般にファンデルワールス力より結合力が
強いので, フッ化水素 HF, 水H2O, NH3 などの沸点は,分子量か
ら予想される値よりかなり高い値を示す。
問3 中和滴定
[29]
a 弱塩基の塩である硫酸アンモニウム(NH)2SOの水溶液
に強塩基である水酸化ナトリウム NaOH水溶液を加えて加熱す
ると、弱塩基であるNH が気体として発生する。 この反応は,次
の化学反応式で表される。
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