Question

、

この問題の解き方がわかりません。
また、数学のように一次関数を作って解くのはどのような考え方からでしょうか？

問2 常温・常圧で気体の炭化水素 Ax [L] と酸素y [L] を合計 30Lになるよ
うに混合し,これに点火して燃焼させる実験を行った。 その後, 生成した水や
水蒸気を除き、二酸化炭素と未反応のA, または酸素の混合気体の体積V
[L] を測定すると、表1の結果が得られた。
燃焼前の気体の体積
A の体積x 〔L〕 酸素の体積y 〔L〕
3.0
27
6.0
24
9.0
21
18
15
12
15
18
21
24
表 1
27
12
9.0
6.0
3.0
燃焼後の混合気体
の体積V〔L〕
とし
24
18
16
18
20
22⑩のう
24
26
28
これについて,次ページの問い (ab) に答えよ。ただし,Aの燃焼の際,
生成物は二酸化炭素と水だけであり、反応はAまたは酸素の一方が完全に消
失するまで進行するものとする。また,気体の体積は0℃, 1.013×10Pa (標
準状態)に換算した値である。 必要があれば、 次ページの方眼紙を使うこと。

a Aと酸素が過不足なく反応するときの体積比を最も簡単な整数比でX:Y
と表すとき,X,Yに当てはまる数を,下の①~⑨のうちから一つずつ選べ。
A の体積: 酸素の体積=X:Y= 3 :
① 1
6 6
22
⑦7
6⑥
(3 3
88
RM 1 & 2 200
6
6T
7 8
4
44
99
b Aの分子式をCH と表すとき
m
ものを、次の①~ 9⑨ のうちから一つずつ選べ。n 5
に当てはまる数として最も適当な
m 6
80 3
200 80 30 30 4 4
8 10
9 12
⑤ 5
5 5
nat

第1問
問1 a
①
⑩の二酸化ケイ素SiO2 は, Si原子とO原子が
共有結合を繰り返して巨大分子をつくっており,共
有結合の結晶に分類される。 共有結合の結晶をつく
るものは、二酸化ケイ素の他に、ケイ素Si, ダイ
ヤモンド C, 黒鉛Cなどがある。
燃焼後の混合気体の体積V1
②の二酸化炭素CO2 と ⑤のヨウ素 I2 は分子結晶,
③の銅 Cuは金属結晶, ④の酸化マグネシウム
MgO と ⑥ の酸化アルミニウム Al2O3 はイオン結晶
に分類される。
b 2
以下にそれぞれの構造式を示す。
① CH3-CH2-C-OH ②O=C=O
化学
20
CH3-C-H
100
CH2-OH
CH-OH
I
CH2-OH
炭素-酸素原子間に二重結合が存在しないのは,
⑤のグリセリンだけである。
問2 a 3
4 (3
横軸にAの体積x [L], 縦軸に燃焼後の混合気
体の体積V [L] をとり、 表1に与えられた値を方
眼紙にプロットし, 線で結ぶと,次のようになる。
|①V=-2x+30
30
P
10
20
Aの体積x[L]
0-0 =0
(6) CH3-C-CH3
O
1②V/2x+10
30
ここで、燃焼後の混合気体として含まれるのは、
グラフ中の直線①で表される部分では、生成したこ
酸化炭素と未反応の酸素であり、直線② で表される
部分では、二酸化炭素と未反応のAである。
グラフ中の直線①と直線 ③ の交点Pにおいて
と酸素が過不足なく反応したと考えられる。
(直線①: V=-2x+30
[直線②;V==x+10
2
3
より,これらの交点の座標は (7.5, 15 ) である。
(A の体積)=7.5Lより、このときの酸素の体積り
[L] は, x+y=30Lより
|y=30L-7.5L=22.5L
となる。 よって, 求める体積比は
A の体積: 酸素の体積
=X: Y=7.5:22.5=1:3
最も簡単な整数比で答えるように指示があるので、
解答としては「13」 が適する。 「26」,「39」
も等価であるが,ここでは不正解となるので注意し
て解答するようにしよう。
b 5
6
(4)
分子式 CmHm で表される炭化水素 Aの完全燃焼
を表す化学反応式は次のようになる。
C„H…+ (n+¹) 0₂ ——› nCO₂+ ™mª H₂O
Aと酸素が過不足なく反応したとき, グラフの交
点Pにおける縦軸Vの値が 生成した二酸化炭素
の体積に相当する。 このときの A, 酸素 二酸化炭
素の各体積は
A: 7.5L, 酸素 22.5L, 二酸化炭素 15L
である。これらは標準状態に換算した体積であるこ
とから、反応式の係数比はこの体積比に等しいので
次の関係式が成り立つ。
CmHm: CO2=1:n=7.5:15
ChHm: 02=1: (n+1)=7.5:22.5
これより, n=2, m=4と求められる。
問3 a 7
① 図1の領域ⅡIは液体, ⅢIは気体である。よって、
その境界にある曲線 OAは液体と気体が共存し,
両者が気液平衡の状態にある点を結んだ線であり、
蒸気圧曲線である。正
②低温部分で最も広い領域Ⅰは、固体の状態であ
る。 正
3
華圧
点は
衡状
んだ
変化
する
する
の
⑤
存
千圧正 一隙液圧
E
b