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化学 高校生

⑷ 答えが違います💦 教えて下さいお願いします🙇

[18 センター試験 ] 準°136. <燃料電池〉 される。 水素 H2 を完全燃焼させたときのエンタルピー変化を付した反応式は,以下の式で表 実] So H2(気) + 1/1202(気) H2O (液)△H=-286kJ ...... 式1 この燃焼による熱エネルギーを得るかわりに水素H2 と酸素 O2 の反応から電気エネ ルギーを取り出すようにつくられた電池が水素酸素燃料電池である。 右図は,白金触媒を含む多孔質の炭素電極,電解 液にリン酸水溶液を用いた水素酸素燃料電池の構 造を示す。A極には水素H2を, B極には酸素 O2 を 一定の割合で供給する。 電極AとBを外部導線でつ なぐと, A極では,水素 H2 が酸化されて水素イオ ンになる (式2)。 A極で生じた水素イオンは電解液 A極 H2 H2 電解液 B極 O2 H 多孔質の炭素電極 (リン酸水溶液) 中を移動し,B極では,酸素 O2が水素イオンと反応して水になる(式3)。 (2)と(3)をまとめると,燃料電池全体の化学反応式が得られる。 (1)(2)と(3) を電子e を含むイオン反応式でそれぞれ記せ。 (2)図の燃料電池において,負極はA極とB極のうちどちらか。 (3) 下線部に関して, 図の燃料電池全体の化学反応式を記せ。 多孔質の炭素電極 02 H2O (4) 図の燃料電池を1時間放電させたところ, 90.0gの水が生じた。 このときの電池の 平均電圧は 0.800Vであった。 以下の問いに答えよ。 ただし, 原子量はH=1.00, O=16.0, ファラデー定数 F=9.65×104C/mol とする。 ① この電池から1時間あたりに得られる電気エネルギーは何か, 有効数字3桁で 答えよ。 ただし、. 電気エネルギー[J]=電気量〔C] × 電圧[V] とする。 ②図の燃料電池を放電し、 ある物質量の水素 H2 を消費したときに得られる電気エ ネルギー[J] は,同じ物質量の水素 H2 を完全燃焼させて液体の水が生じるときに得 られる熱エネルギー[J]の何%にあたるか,有効数字3桁で答えよ。〔22 京都産大〕

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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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