2016センター化学 第1問-問1
2016年1月18日 01時09分
[1] ④
19Kの電子配置は 2-8-8-1 ですから、K+の電子配置は 2-8-8 のAr型です。
①、③、⑤、⑥、⑦はNe型です。
②、⑧は見慣れなくて難しく感じるかもしれませんが、
この2つは知らなくても問題が解けるように出来ています。
②は、第4周期陰性元素なので、第4周期の18族Kr型になります。
⑧は、[Ar]3d10という特殊な型になります。
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[1] ④
19Kの電子配置は 2-8-8-1 ですから、K+の電子配置は 2-8-8 のAr型です。
①、③、⑤、⑥、⑦はNe型です。
②、⑧は見慣れなくて難しく感じるかもしれませんが、
この2つは知らなくても問題が解けるように出来ています。
②は、第4周期陰性元素なので、第4周期の18族Kr型になります。
⑧は、[Ar]3d10という特殊な型になります。
[2] ③
「面心」立方格子ですから、格子各面の中心に、球の中心があります。
さらに格子の角に球の中心があります。
上の格子の図に球を書き加えてみれば、分かりますね。
[3] ②
メスシリンダー内の酸素の分圧は、1.013 × 105 - 3.6 × 103 = 9.77 × 104 Pa
PV = nRTより
n = PV/RT
= 9.77 × 104 × 0.15/(8.3 × 103 × 300)
≒ 5.9 × 10-3 mol
このような場合は、メスシリンダー内外の水面を一致させます。
すると、メスシリンダー内外の圧力は同じになります。
メスシリンダー外の圧力 = 大気圧
また、メスシリンダー内には、水蒸気も存在しますから、
メスシリンダー内の圧力 = 酸素の分圧 + 水蒸気圧 ですね。
よって、大気圧 = 酸素の分圧 + 水蒸気圧 となり、
酸素の分圧 = 大気圧 - 水蒸気圧
の計算で、「酸素の分圧」だけが求まる訳です。
水上置換では、メスシリンダー内は水蒸気で飽和されていると考えます。
よって、この時の水蒸気圧は、その温度での飽和水蒸気圧を用いて良いのです。
[4] ③
この冷却曲線の、点Aと点Bの間の極小点から凝固が始まります。
凝固点より低いこの極小点まで温度が下がってしまうことを過冷却といいます。
冷えすぎてしまう訳ですね。
次に、凝固が始まると、凝固熱を放出するため、凝固点まで温度が上昇しますが、
その後、温度はしばらく一定の値(凝固点)になります。
(冷却による熱の吸収分と、凝固熱の放出分がつりあうため)
[5] ⑤
アボガドロ数個の原子の質量の値が原子量になります。
この場合、アボガドロ数個の原子の体積を求め、その値に密度をかけると、
1mol の質量が求まります。
この質量の値が、原子量になりますね。
∴ (6.0 × 1023/8.3 × 1022) × 7.2 ≒ 52
[6] ①
浸透は、結果として、溶媒粒子が濃度の高い溶液側に移動する、と考えるので、
この場合、スクロース溶液の体積が増加し、純水の体積が減少します。
[1] ④
C2H2 + 5/2 O2 → 2CO2 + H2O(液) + 1300kJ ・・・ (1)
C6H6 + 15/2 O2 → 6CO2 + 3H2O(液) + 3268kJ ・・・ (2)
(1)式、(2)式を使って、問われている式を導きましょう。
(1)式、(2)式中の、O2 、2CO2、H2O(液)が消えればいいですね。
(1)式×3-(2)式より
3C2H2 = C6H6 + 632kJ
ちょっと補足をしておきます。
もし、C2H2 の生成熱、C6H6 の生成熱が与えられていれば、
反応熱 = 生成物の生成熱の総和 - 反応物の生成熱の総和
の関係を使って、あっという間に答が出せます。
教科書に載っていますので、ぜひ覚えておきましょう。
しかし、この問題では、生成熱でなく、燃焼熱なので、この手が使えません。
この場合、予備校では、
反応熱 = 反応物の燃焼熱の総和 - 生成物の燃焼熱の総和
の関係を教えているようです。(教科書には載っていないはずです)
この問題では、この関係を使うと、あっという間にできてしまいます!
反応熱 = 3 × 1300 - 3268
= 632kJ
[2] ③
発熱反応では、正反応の活性化エネルギーより、逆反応の活性化エネルギーの方が大きい。
発熱反応のエネルギー図を描いてみて下さい。すぐ分かります。
[3] ⑥
ア. メタンCH4 → CO2 → 890kJ
イ. エタンC2H6 → 2CO2 → 1560kJ
ウ. エチレンC2H4 → 2CO2 → 1410kJ
エ. プロパンC3H8 → 3CO2 → 2220kJ
となるので、どれも同じ物質量のCO2で比較すると、
ア. 2CO2 → 1780kJ
イ. 2CO2 → 1560kJ
ウ. 2CO2 → 1410kJ
エ. 2CO2 → 1480kJ
よって、上記で発生した熱量が少ないものほど、
同一発熱量で比較した時、CO2の発生が多いと考えられます。
∴ ウ>エ>イ>ア
4物質の発熱量をすべて同一にして比較すると、計算がかなり大変になります。
確か、これに似た過去問があったと思います。
[4] ②
CH3COOH → CH3COO- + H+
Ka = [CH3COO-]・[H+]/[CH3COOH]
∴ [CH3COO-]= [CH3COOH]・Ka/[H+]
ここで、CH3COOHは弱酸で、ほとんど電離していないので、
[CH3COOH]= 0.008mol/L (混合後体積が2倍になり濃度が半分になっている)
また、塩酸は1価の強酸で、
[H+] = 0.01mol/L (混合後体積が2倍になり濃度が半分になっている)
と考えられるので、
[CH3COO-]= [CH3COOH]・Ka/[H+]
= 0.008 × 2.5 × 10-5/0.01
= 2.0 × 10-5 mol/L
化学平衡の計算問題は、数をこなして慣れることです。
電離度が小さい物質の場合は、この問題のように近似もありますが、
パターンは限られています。