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化学 高校生

(4)、(5)が分かりません。答えは教えてもらいました。解説を知りたいです。

1. 容器中の反応 [2001 千葉大」 次の文章を読み, 下の問い (1)~(5) に答えよ。 下図に示すような容量 4.15lの球形の密閉された容器があり, 内部には水素と酸素の混 合気体が充てんしてある。 混合気体中の水素と酸素の物質量の比は,1対2である。 外部 からニクロム線が挿入してあり、スイッチを入れることにより, 電流が流れるようになっ ている。内部の混合気体の全圧力は 9.0 x 104 Pa, 温度は27℃である。 ただし, 気体は 理想気体としてふるまうとする。 反応によって, 容器の容量は変化しないものとする。 また,気体定数を8.3×10°L・Pa/(K・mol) とする。 (1) 「混合気体の全圧はその各 成分気体の分圧の和に等し 「い。」 この関係を示す法則 名(または原理名)をかけ。 バギー(カ圧の法則] (2)この反応容器内の混合気 体の全質量は何gか。 ただ し、解答は有効数字2けた まで求めよ。 〔33〕g 温度センサー 圧力計 温度計 スイッチ10 ニクロム線 GGGG 電池 ―容量 4.15 Lの球状 密閉容器 水素と酸素の混合気体 メスシリンダー (3) スイッチを入れたところ, ニクロム線が赤熱して, 容 器中の水素が爆発的に完全燃焼した。 容器内に残る酸素の量は何molか。 ただし, 解 答は有効数字2けたまで求めよ。 [0.075] mol (4)(3)の反応後, メスシリンダー部を冷却して, 容器内のすべての水をメスシリンダー 部に凝縮させた。続いて,この容器全体(メスシリンダー部を含む)を温めて,内部の温 度を42℃にあげたところ, メスシリンダー部分の水の量は0.72cm まで減った。 42℃における飽和水蒸気圧は何 Paか。 ただし, 容器内は水蒸気が飽和した状態であ り,液体として存在する水の体積や水に溶ける酸素の量は無視できるとする。 また, 水の密度は 1.00kg/cm3であるとする。 なお, 解答は有効数字2けたまで求めよ。 [63×10 ]Pa 気液平衡のときのエ (5)さらに,容器全体を加熱し、容器内部の温度を77℃にあげた。 その温度での容器内 の混合気体の全圧力は何 Pa か。 ただし, 77℃における飽和水蒸気圧は, 3.9 x 10 Paであり,水は気液平衡の状態にあるとする。 なお, 解答は有効数字2けた まで求めよ。 [ 88×10] Pa

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化学 高校生

(7)の問題が何を言いたいのかよく分からないのですが、「収率は必ずしも多くない」の部分って収率が3%とかほとんどない事があるという話ですか? (出典:化学の新演習 256)

17 芳香族化合物 256 <エステルの合成実験> ★ 次の文章を読み、下記の問いに答えよ。 200mLの乾いた丸底フラスコにサリチル酸 16.3g,エタノ ール40mLを加え,さらに濃硫酸3mLを徐々に冷却しなが ら少しずつ加えた。 沸騰石を入れたのち, コルク栓で還流冷却 器を取りつけ, 湯浴上でおだやかに1時間加熱還流した。 反応液を室温まで冷却後、分液ろうとに移し, b水70mLと ジエチルエーテル40mLを加え、よく振り混ぜたのち静置し、 下層液を除去した。 次に, 分液ろうとに残った液体に。飽和炭 酸水素ナトリウム水溶液30mL を加え,気体が発生するので注 意しながら振り混ぜた後,静置し,下層液を除去した。 この液 体は捨てずにビーカーにすべて集め、ここへ希塩酸を十分に加 えたところ、白い固体が生成した。この固体をよく乾燥し,そ の質量を測定したところ2.5gであった。 CO 147 還流冷却器 沸騰石 湯浴 分液ろうとに残った液体に50%塩化カルシウム水溶液を加えてよく振りまぜた後 静置し,下層液を除去した。 分液ろうとに残った液体に飽和食塩水30mLを加えてよく振り混ぜた後静置し,下 層液を除去した。 分液ろうとに残った液体を三角フラスコに移し,無水硫酸ナトリ ウムの固体を少量加え,一晩放置したのち, 固体をろ別した。 液を枝付きフラスコに入れ, まず水浴上で,g 液体が留出しなくなるまで加熱し た。 残った液体は沸点が高いので, 実験装置の一部を取り替えたのち, 沸点220~ 224℃で蒸留することにより, 芳香のある目的の化合物A10.5gを得た。 (1) 生成物Aの構造式と名称を書け。 HORA SE (2) 下線部aで,濃硫酸を加える目的は何か。 希硫酸ではなぜ不適当なのか。 (3) 反応液の加熱に,直接丸底フラスコを加熱せずに, 湯浴を用いるのはなぜか。 (4) サリチル酸よりもエタノールを過剰に加えて反応させる理由を述べよ。 (5) この実験で使用した還流冷却器の働きについて述べよ。 (6) 化合物A の生成量は, 反応式から期待される理論量の何%にあたるか。 (7) (6)で計算した収率は必ずしも多くない原因として考えられることを簡単に記せ。 (8) 下線部cで起こった反応を、化学反応式で示せ。 (9) 下線部cで,飽和炭酸水素ナトリウム水溶液の代わりに10%水酸化ナトリウム水 溶液を用いたとしたら,どんな不都合があるのかを説明せよ。 00) 下線部b,c,d,e,fの操作は,それぞれ何の目的で行うのか。 下線部gで留出してくる液体は何か。 その示性式で示せ。 図2 下線部hでは,どのようなことを行う必要があるのか。 (千葉大改) 3 生成した有機化合物が固体物質の場合, 純物質であるか否かはどのように調べた らよいか。 その実験法の概略と純物質である場合に予想される結果を述べよ。

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化学 高校生

気体の溶解度の質問です。 問題のイメージが浮かばなくて、困っています。 下の質問①~④に答えてくださると嬉しいです。 ①分圧2.0×10∧5乗Paの二酸化炭素とは、 容器内の水1.00Lに対して働く気体の力ってことであっていますか? 添付した画像(3枚目)の矢印⬇️のよう... 続きを読む

発展問題 __check! 266 気体の溶解度 右表は, 分圧 1.0×10 Pa. 温度 0℃ および20℃ において、 水 1.00Lに溶解す る二酸化炭素と窒素の物質量を表している。 温度,圧力,体積を変えられる容器を用意し、次 の操作 ①~③を順に続けて行った。 以下では,ヘン リーの法則が成り立つとし、水の体積変化および蒸気圧は無視できるとし、 気体定数R = 8.3 × 103Pa・L/ (K・mol) とする。 = 操作 ① この容器に水1.00L を入れ、 圧力 2.0 × 10 Paの二酸化炭素と20℃において 平衡状態にしたあと, 密閉した。 このとき, 容器中の気体の二酸化炭素の体積は 0.20Lであった。調 0 (S) 操作②次に、密閉状態を保ち,体積一定のまま, 全体の温度を0℃に冷却し,平衡 状態にした。 操作 ③ さらに, 容器の体積を変えずに、温度を0℃に保ちながら、二酸化炭素を逃さ 24 ないように容器に気体の窒素を注入し, 全圧 2.0 × 10 Paにおいて平衡状態にした。 (1) 操作 ① のあと, 水に溶けている二酸化炭素の質量を有効数字2桁で求めよ。 (2) 操作②を行ったあとの、 気体の圧力および水に溶けている二酸化炭素の質量を有効 数字2桁で求めよ。 ただし, 水は液体の状態を保っていたとする。する TA (3) 操作 ③のあと, 水に溶けている二酸化炭素の質量を有効数字2桁で,水に溶けてい 一般 -100% ある窒素の質量を有効数字1桁で求めよ。 SHER TARIFS # 1/3 表 分圧 1.0 × 10Pa における二酸化 炭素と窒素の水 1.00L への溶解量 窒素 二酸化炭素 0℃ 7.7×10mol 1.0×10mol 20℃ 3.9×10 2mol 6.8×10mol けっしょう ATT FE FFF + (千葉大) 101 T

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化学 高校生

溶解度積の問題です。(4)が分かりません。答えは4.4なのですが、解法を教えて貰えませんか?

2022 11月演習⑦ H2Sは二価の弱酸であり, 水溶液中では①二段階で電離する。 一段目の電離定数Kは, 1.0×10-mol/L, 二段目の電離定数K2は, 1.0×10-14mol/L である。 また, 一段目と二段目 chox/0-21 を合わせた反応の電離定数Kは、K=(A) (mol/L) と求まる。 陽イオンを含む水溶液にH2Sを通じるとH2Sの濃度は0.10mol/L になる。 ここで,水溶液 の水素イオン濃度[H+] が 1.0mol/L であれば, 硫化物イオン濃度[S2-] は (B) mol/Lと求 110×10-22 まる。 銅(II) イオン Cu2+ と亜鉛イオン Zn²+ の濃度がそれぞれ 0.10mol/L であれば、 沈殿を生じな いと仮定するとモル濃度の積は [Cu²+][S2-]=[Zn²+] [S2-]=(C_2²) (mol/L)2 と求まる。 硫化 銅(II)CuS の溶解度積は6.5×10-30 (mol/L) 2 であるため, CuSの沈殿は 2 (生じる ・ 生じない)。 また,硫化亜鉛ZnSの溶解度積は2.2×10-18(mol/L) ²であるため, ZnSの沈殿は生じる 生じない)。 10X10 (1) 下線部①の二段階の電離反応を、一段目と二段目に分けて記せ。 (2) (A)~(C)にあてはまる数値を有効数字2桁で記せ。 (3) 下線部②と③の括弧内の語句から, 適切なものを選べ。 [17 岡山大〕 7 (4) マンガン(II) イオン Mn2+ を 0.010mol/L 含む水溶液に H2Sを通じて H2S の濃度を 0.10mol/L とした。 硫化マンガン (II) MnSが沈殿しはじめるときのpHを小数第1位ま で求めよ。 MnS の溶解度積は 6.0×10-16 (mol/L)2, log102=0.30, log103=0.48 とする。 (5) 硫化水素の全濃度[H2S] + [HS-]+[S2-] をαとしたとき, 水溶液中の硫化物イオン濃度 [S2-] を, [H+], α, K1, K2 を用いて表せ。 〔千葉大〕

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化学 高校生

赤線で囲った問3の(1)なのですが、C6H2Oをなぜ含んでいけないのでしょうか、教えて欲しいです

子式は、CH,Oと CoH,O の2種類しか存在しない。 また。 1.0078, 酸素'®O の相対質量は15.9949 であることから, 炭素?C.水素 'H, 酸素 160 で構成される CH-O2 の精密な質量は58.0054. C,H,O の精密な質量は58.0417 となる。したがって,高分解能質量分析法によって精密な質量が測定できれば, 元素 分析を利用しなくても,分子式が決定できることになる。 (1) 炭素 C.水素H, 酸素Oの3種類の原子のみで構成される炭素数5以下の化合 物Eがある。化合物Eの整数で表される分子量が90 のとき、 下線部①のように、 その分子式の数学的な組み合わせは,何種類あるか答えよ。 (2)(1)のうち、下線部②のように,実際に存在すると考えられる化合物 Eの分子式 をすべて示せ。 (3) 下線部3のように,炭素'"C,水素 'H, 酸素 16O で構成される化合物 Eについて, 高分解能質量分析法によって小数点以下第4位までの質量を測定したところ。 90.0315 であった。(2)で解答した分子式のうち、化合物 Eの分子式として適切な分 子式を示せ。 (4) 化合物Eは、環状構造を含まない構造をしており,不斉炭素原子を有していた。 化合物Eを還元すると、不斉炭素原子をもたない多価アルコールである化合物F が得られた。化合物 Eおよび化合物Fの構造式を示せ。 (5) 化合物Fに濃爾酸と濃硫酸の混酸を作用させると起こる反応の化学反応式を示 2 芳香族化合物 解答O別冊84真 炭素2C の質量を12.0000 とし、これを基準とした水素 'H の相対質量は 6機器分析による構造決定 次の問間1~3に答えよ。 構造式は記入例にならっ 記入例: H.C 6-o-0 て示せ。 原子量:H=1.00, C=12.0, O=16.0 次の文章を読み,(1), (2)に答えよ。 油田の油井から汲み上げられた石油をア という。一方、液体の混合物を沸点のわずかな差を利用して,蒸留によって成分ごと に分離する操作をイ]という。製油所の精留塔内部には数十段のトレーがあり、 下部で加熱されたア]は蒸気となり,沸点の ウ物質ほど、上のトレーに凝縮 してたまる。口イ]によりア]から軽油、灯油,粗製ガソリンとよばれる I| などの成分に分けられる。エ]は,熱分解によってベンゼンやオ]などになり、 化学工業の原料に使われる。また,石油の中に含まれる硫黄化合物は、大気汚染や酸 性雨の原因になるので、触媒などを使って取り除かれる。このような操作を カ という。 (1) |アコ~ エおよび口カに当てはまる語句を記せ。 (2) ベンゼンと オ]を触媒を用いて反応させると,エチルベンゼンが合成される。 | オの構造式を示せ。 問2 次の文章を読み、化合物 A~Cの構造式を示せ。 ベンゼン環を有する分子式 C,HgO で表される化合物A~Cがある。化合物 Aは金 属ナトリウムと反応しないが,化合物 B, C は金属ナトリウムと反応し、水素を発生 問1 H,C-CH H CH3 せ。 (千葉大) 7配向性と芳香族化合物の合成 する。 有機化合物の構造を知る方法として、核磁気共鳴分光装置を利用し た構造決定法がある。 核磁気共鳴分光装置により,有機化合物を測定 すると,有機化合物の物理的性質や化学的性質の異なる水素原子がそ れぞれ何種類存在するかを観測することができる。例えば,右に示す クロロペンゼンの測定を行うと,H, Hおよび H。という3種類の水素原子が存在し、 その存在比は2:2:1の比率であることがわかる。 核磁気共鳴分光装置により化合物Bの測定を行い,化合物Bの水素原子を分析し たところ,異なる性質をもつ水素原子が4種類観測され,その水素原子の存在比は 3:2:2:1であった。同様の測定を化合物Cについて行ったところ,5種類の水素 原子が観測され、その存在比は2:2:2:1:1であった。 問3 次の文章を読み, (1)~(5)に答えよ。 有機化合物の分子式は,一般に, 分子量と元素分析による組成式から決定するが、 最近では,高分解能質量分析法を用いることによっても分子式を決定できる場合があ る。例えば、炭素C. 水素H, 酸素Oの3種類の原子のみで構成される化合物の分 子量が8のとき、 CHsO, CH-O2 CaH,O の5種類が考えられるが 次の文章を読み、問1~5に答えよ。 ベンゼン環上の換基の種類により芳香族化合物の置換反応の位置が異なることが知 られている。ヒドロキシ基(-OH)やアルキル基をもつ芳香族化合物は、 オルト位とパ ラ位で置換反応が起こりやすく、カルボキシ基(-COOH)やニトロ基 (-NO2)を有する 化合物では、メタ位での反応が優先する。このような性質を,配向性という。 トルエンをニトロ化し、ニトロ基が1つ導入された化合物 A とBが生成した(次図)。 AとBを分離した後、臭素を作用させると、AからはCが主に生成し、BからはDと Eが得られた。化合物 C. D,Eは男 アミンドへ変換し、亜爾酸ナトリウムと塩酸を加えて、化合物Gを得た。Gと化合物 1との反応で、化合物2が生成した。 サリチル酸は、|ア]に水酸化ナトリウムを作用させた後、高温·高圧条件下にお けるイ]との反応で合成されている。一方、 から三段階の反応で合成できる。 H。 H。 H, やH。 CI れぞれ1つ有している。Cを芳香族 サリチル酸の異性体3は、トルエン その分子式の数学的な組み合わせは,CH30O, CH,402 実際に存在する化合物の分 52 第4章 有機化合物 53

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