Question

ゆる

2024追-12
私はこの問題は過不足の問題だと思って1枚目に書いてあるようにといて、選択肢⑤を選んだのですがどうして答えは③になるのですか？解き方の流れとこの問題では何を問いたいのかが知りたいです
どなたかすみませんがよろしくお願いします🙇‍♀️

②Hess+SO2→3s+2H2O
2mol
(mol
3mol
化学基礎
(mol
0.5mol
1.5mol
問10 単体の硫黄Sは,式(1)と(2)の反応で生成させることができる。 まず硫化水
素H2S を酸素 O2 中で燃焼させ、式(1)に従って二酸化硫黄 SO2 を生成させる。
次にH2Sと式(1)で生成したSO2 を,式(2)に従って反応させる。
3.0mol
2HS + 3O2→
2H2S + SO2
3-E
2 mol
2502 +2H2O
x1
3S+2H2O
0.6
(1)
(2)
ここで、H2Sの全物質量を3.0mol とする。 このうちx (mol) の H2S を式 ( 1 )
の反応に従ってすべてSO2に変化させる。 次に,このSO2と残りの (3.0-x)
(mol) の H2Sを用いて式(2)の反応を行う。
xを0から1.0mol まで変化させると生成するSの物質量は,図3に示すよ
うになる。 x を0から3.0molまで変化させたときに生成するSの物質量を表
すグラフとして最も適当なものを、後の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし、
式 (1)および(2)以外の反応は起こらないものとする。 12
生成するSの物質量(mol)
2
10
9
8
7
6
LG
6
1
0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
式(1)の反応に使うH2Sの物質量x (mol)
図3 式(1)の反応に使うH2S の物質量xと
生成するSの物質量との関係
20
19902 201

①
生成するSの物質量(mol)
生成するSの物質量(mol
生成するSの物質量(mol) 9
9876
10
6543210
09876543210
0
0.5 1.0 1.5 2.0
2.5 3.0
式(1)の反応に使うH2Sの物質量x(mol)
0
0.5
1.0
1.5
2.5
2.0
3.0
式(1) の反応に使うH2Sの物質量x (mol)
0.5 1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
式 (1) の反応に使うH2S の物質量x (mol)
(let)
②
化学基礎
生
生成するSの物質量(mol)
生成するSの物質量(mol)
09876543210
0987
10
0
1.0
0.5
式(1)の反応に使うH2S の物質量x (mol)
1.5
2.5
2.0
3.0
(lom)
1
0
0
1.0
0.5
2.5
2.0
1.5
3.0
式 (1) の反応に使うH2Sの物質量x (mol)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ブドウくん

写真のとおりです。やや複雑ですが、(1)で発生するSO₂を(2)で使っているのです。いきなりx=2を代入しましたが、端のほうがわかりやすいので先にx=3を代入してやる方が良いかもしれないです。H₂Sが0なので当然反応できず、x=3で0になる2か3に絞られます。そのどちらかを判別するためにx=2を調べると、1.5と求まるので3だとわかります。

化学反応と量的関係の応用問題で、教科書でよくある問題から少し変えて考えさせる問題になってます。グラフの形で覚えるのではなく、グラフの形を計算で求められるようにしておきましょう。

ブドウくん

x=2のとき、H₂Sが-1, SO₂が-0.5となる理由を補足します。
どちらかがなくなる（反応後0になる）まで反応すると考えます。このとき、H₂Sの方が反応で使われるモル数が2倍多くなる（係数比を見ればわかる）から、H₂Sの方が多く使われて0になると考えました。もし、SO₂の方が2mol使われて0になるならば、2H₂Sは4mol使われることになりますが、H₂Sは1molしかないのだからこれはあり得ません。

Answer 2

🍇こつぶ🐡

グラフ横軸は(1)式で使うH2Sの量xで、3.0－xを(2)で使い、できるSが縦軸の値になっている。

だから、x＝1のとき、(2)式より3Sから縦軸が3.0になっている。
3.0mol使うと、残り3.0-3.0＝0molになるから、(2)のSは生成できないから0になる。つまり、横軸3.0のとき縦軸0のグラフは②か③だが、1.0mol使ったとき縦軸3になるのが最大値だから②はダメ。したがって、③となる🙇