この問題を解説していて、ちょっとスムーズにいかない所がありました。
複雑な問題ではありませんが、出来るだけわかりやすく解説しないと、
細部にはまり込んで全体が見渡せなくなってしまいます。（いつでもそうですが）
このことを反省して、解説を記録しておこうと思います。




＜解説＞

［ケ］
　コックａを開くと、容器の体積は３倍（３V₁／V₁）になるので、
　窒素の圧力は、１／３になる。
　P₁ × １／３ ＝ P₁／３
［コ］
　容器B中の窒素の物質量ｎは、
  ｎ ＝ PV／RT
　   ＝ （P₁／３）２V₁／RＴ₁＝ ２P₁V₁／３RＴ₁
［サ］
　［ケ］と同様に、全コックを開いた後の水素の分圧を求めると、
　Ｐ₁ × ３／６ ＝ ３Ｐ₁／６
　また、窒素の分圧は、［ケ］からさらに容器の体積が２倍（６V₁／３V₁）になるので、
　P₁／３ × １／２ ＝ Ｐ₁／６
　∴全圧は
　３Ｐ₁／６ ＋ P₁／６ ＝ ４P₁／６ ＝ ２Ｐ₁／３
［シ］
　容器Ｃ（Ｈ₂）は容器Ａ（Ｎ₂）に対して体積が３倍で、またどちらも同圧なので、
　Ｎ₂とＨ₂の物質量は、反応前 ｍ、３ｍ とおける。また、反応分を ｘ、３ｘ とおくと、
　　　　　　　　　Ｎ₂ ＋　 ３Ｈ₂ →　 ２ＮＨ₃
　　反応前 　　 ｍ　　  　 ３ｍ
  　反応分　　－ｘ　     －３ｘ　　　　 ＋２ｘ
　　反応後  　ｍ－ｘ　   ３ｍ－３ｘ       ２ｘ　　　
　反応後気体計（４ｍ－２ｘ）ｍｏｌ、ＮＨ₃ ２ｘｍｏｌ で、ＮＨ₃のモル分率１／３より
　２ｘ／（４ｍ－２ｘ） ＝ １／３
　∴ＮＨ₃の物質量 ２ｘ ＝ ｍモル
　ここで、ｍは反応前のＮ₂の物質量と等しいから、
　ｍ＝PV／RT
  　 ＝ P₁V₁／ＲＴ₁
［ス］
　反応後気体計 ４ｍ－２ｘ ＝ ４ｍ－ｍ ＝ ３ｍモル
　気体ｍモルに相当する圧力は、全コックを開けた時のＮ₂の分圧 Ｐ₁／６ と同じなので
　反応後の全圧 ＝ ３ × Ｐ₁／６ ＝ Ｐ₁／２
［セ］
　反応後の水素 ３ｍ－３ｘ ＝ ３ｍ－３ｍ／２ ＝ ３ｍ／２モル
　［ス］と同様にして反応後の水素の分圧 ＝ ３／２ × Ｐ₁／６ ＝ Ｐ₁／４

熱化学の勉強で
反応熱 ＝ 生成物の生成熱の総和 － 反応物の生成熱の総和
が教科書に載っています。
これについての解説は教科書には載っていないのですが、
受験勉強には欠かせない特効薬の一つです。
略して「右－左の式」として教えています。
今年のセンターにもこれで即答できる問題が１問ありました。
さて、何故この式だと言えるのでしょうか？
また、東進予備校の解説にあった
反応熱 ＝ 反応物の燃焼熱の総和 － 生成物の燃焼熱の総和
の式も、なぜ言えるのでしょうか？
今回のセンター試験の問題を題材にして考えてみましょう。

エチレンＣ₂Ｈ₄とエタノールＣ₂Ｈ₅ＯＨに関する熱化学方程式
Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ ＝ Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ ＋ ＱｋＪ ・・・（ア）
について、下の図を見て下さい。

前回、「Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ」 と「Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ」のの化学エネルギーの順位はわからないと書きました。
そこで資料で調べたのですが、Ｃ₂Ｈ₄の燃焼熱の方がＣ₂Ｈ₅ＯＨの燃焼熱より大きい事がわかりましたので、上の図のような関係になります。
このエネルギー図を見れば、上式（ア）の反応熱Ｑは、
①－② つまり 「生成物の生成熱の総和 － 反応物の生成熱の総和」 が明らかです。
また、④－③ つまり 「反応物の燃焼熱の総和 － 生成物の燃焼熱の総和」 になることも明らかです。

考えてみると、生成熱は単体からの反応熱ですから、エネルギー図では単体は化合物の上になります。（例外はありますが）
一方、燃焼は例外なく発熱なので、エネルギー図では燃焼生成物は化合物の下になります。
あとは、上のようなエネルギー図を描いてみれば明らかですね。

さて、ここで提案です。
「生成熱なら右－左（単体以外）」！
「燃焼熱なら左－右（燃焼物以外）」！
と覚えたらどうでしょう？

自分なりの問題の解説は、試験当日夜に書きましたが
予備校の解説はどうだったでしょう？
今回、昨年が易しかったこともあり、難化を期待していたのですが
（ごめんなさい！ 頑張った受験生にとっては有利なので）
易しい問題ばかりでした。焦らせる問題は３題だけ？
有機化学は構造推定も、異性体も出題されませんでした。
官能基の名称を尋ねるだけの問題が３問も・・・。
問題数３３題は初めてでしたが、時間足りない、とはならなかったと思います。
また、このレベルの問題でなけれはならない（狙った平均点になるように）ということが、
現在の受験生の理科の力を表していると考えると、
教える側は、生徒の実力を回復させることを考えるべきなのでしょう。
さて、東進の解説を見てみましょう。

まず、第１問の問６「５」ですが、
やはり、このやり方の方がわかり易いですね。
　酸素Oが３７％で、金属Mが６３％だから、
　６３／５５ ： ３７／１６ ≒ １ ： ２
　∴ＭＯ₂
　とやった方が早いですね。

次は、第２問の問２「９」です
これでは説明になっていません。
　①反応熱＝「生成物の生成熱の和」－「反応物の生成熱の和」
　　は教科書に載っていますが、
　②反応熱＝「反応物の燃焼熱の和」－「生成物の燃焼熱の和」
　　は教科書に載っていません。
　つまり、②を知っていないと解けないわけです。
　予備校では、②も教えているようですね。

次、第２問の問６「１２」です
こんな感じの説明になるでしょう。
電解液も負極の分だけしか考えなかったと言っていた受験生がいました。

さて、第３問の問１「１５」ですが
これは焦らせる問題ではありません。
教科書にも載っていますし、CaF₂と濃硫酸を混ぜて加熱。
これでOKなんですが、ちょっとだけ疑問が。
CaF₂と濃塩酸では本当に反応は起こらないんでしょうか？
CaF₂ ＋ ２HCｌ → CaCl₂ ＋ ２HF
これ、強酸による弱酸の追い出し反応と判定でき、起こるような気がしませんか？
しかし、HFは水に溶けやすそうだし、加熱も必要でしょう。
すると、HCｌも一緒に出てきてしまいます。ＨＦからHCｌだけを取り除くのは大変そうです。
一方、CaF₂と濃硫酸なら、濃硫酸からは揮発成分は発生しませんから、濃硫酸を使った方が明らかにいいでしょうね。
でも、反応が起こるか起こらないかと聞かれれば　・・・　
ただ、この部分は受験生に気にして欲しい部分ではありません。
受験問題には、正解なのに実際の反応は起こらない、というものがありますから・・・
ただ、「受験用の知識なんだよ」で済ませるのは、
探究心のある子に対してはちょっと申し訳ない気もするんです。

あとの問題は、いつも通りの解説であったと思います。
　
さて、平均点ですが、大学入試センター発表によると
６４．４０ で 昨年比 －０．７３ という結果になりました。
自分はもう少し低いかもしれないと思っていました。
ともかく、２０１３年度本番向けの勉強は終わりましたが、
休む間もなく、２次試験向けの勉強を数名で続けています！
最後まで全力で頑張って欲しいと強く思っています！
頑張って！！

前回の解説では、
　エネルギー図を
　１番上に　Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ（液） ＋ ３Ｏ₂
　その下に　Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液） ＋ ３Ｏ₂
　その下に　２ＣＯ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ（液）
　と描いてみると、
　Ｃ₂Ｈ₄の燃焼熱と、Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液）の燃焼熱の差が答になります。
ということだったのですが、
この時のエネルギー図について、ちょっと補足をします。
燃焼は発熱反応なので、化学エネルギーの関係は
「Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ（液） ＋ ３Ｏ₂」 ＞ 「２ＣＯ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ（液）」
「Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液） ＋ ３Ｏ₂」 ＞ 「２ＣＯ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ（液）」
が明らかです。
しかし、「Ｃ₂Ｈ4 ＋ Ｈ₂Ｏ（液） ＋ ３Ｏ₂」 と 「Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液） ＋ ３Ｏ₂」 の関係は
ここでは分かりません。

そこで、次の２パターンに分けて考えてみましょう。
（ア） 「Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ（液） ＋ ３Ｏ₂」 ＞ 「Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液） ＋ ３Ｏ₂」 なら


（イ） 「Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液） ＋ ３Ｏ₂」 ＞ 「Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ（液） ＋ ３Ｏ₂」 なら
となります。
どちらの場合でも、問のＱを求めるためには、
「エチレンＣ₂Ｈ₄の燃焼熱」と「エタノールＣ₂Ｈ₅ＯＨ（液）の燃焼熱」
が分かれば良いと分かります。
よって、正解は①です。

また、生成熱で求めようとすれば、
「エチレンＣ₂Ｈ₄の生成熱」と「エタノールＣ₂Ｈ₅ＯＨ（液）の生成熱」と「水Ｈ₂Ｏの生成熱」
がすべて必要となります。
これは、解答の選択肢にありません。

以上が、第２問「９」の補足です。

2013ｾﾝﾀｰ化学本試.pdf

「２４」「２５」「２６」教科書そのまま！
「２７」いつも通り。
　シクロアルケンの一般式は、Ｃ_nＨ_2n-2
「２８」いつも通り。
　③はベンゼンっぽく見えるが、マレイン酸と分かったでしょうか？
「２９」いつも通り。
「３０」いつも通りだが、グラフでの出題。
　常温でC₄H₁₀ブタンは気体。炭素数５以上から液体になる。
「３１」いつも通りだが、このような設問は初めて。しかし簡単。
「３２」いつも通り。
　④アンモニア水が少ないと、Ag₂O（暗褐色）の沈殿を生じる。
　　 アンモニア水が多いと、［Ag（NH₃）₂］⁺（無色）の溶液になる。
　　 これが銀鏡反応の試薬となる溶液。（アンモニア性硝酸銀溶液）
「３３」いつも通り。
　酢酸エチルCH₃COOC₂H₅ ８８ｇは１モル。
　これは酢酸１モルから生成するので
　１／２．０ × １００ ＝ ５０％

2013ｾﾝﾀｰ化学本試.pdf

「１５」いつも通り。
　フッ化水素の発生は、不揮発性酸による揮発性酸ＨＦの追い出しによる。
　強酸ＨＣｌによる弱酸ＨＦの追い出し、と勘違いさせるやや意地悪な問題。
「１６」いつも通り。
　ケイ素は二酸化ケイ素を還元して得る、はあまり出てこなかったので迷う？
「１７」「１８」いつも通り。
　ここでは、両性酸化物２種を選ぶのではなく
　酸性酸化物と両性酸化物を選ぶ。
　ここには両性酸化物は１種しかないけど
　思い込んでしまうとはまります。
「１９」いつも通り。
　Ｈ₂ＳとＩ₂の反応が起こるなら、Ｈ₂Ｓは還元剤にしかならない。
　つまり、Ｈ₂Ｓは酸化される。
「２０」いつも通り。
　Ｃｕ²⁺は、酸性、Ｈ₂ＳでＣｕＳの沈殿生成
「２１」いつも通り。
　ＦｅＣｌ₃ → Ｆｅ（ＯＨ）₃ → １／２ Ｆｅ₂Ｏ₃
　ＦｅＣｌ₃は０．００８モル、Ｆｅ₂Ｏ₃は０．００４モル
　最後にＦｅ₂Ｏ₃の式量１６０をかけて答。
「２２」いつも通り。
　濃硫酸とＮａＣｌは塩化水素発生。
「２３」いつも通り。

2013ｾﾝﾀｰ化学本試.pdf

「８」いつも通り。
　右－左ですぐ答出る。
「９」これが今回の関門だと思う。
  初めてのタイプ。　難問と判定されるのでは？
　結論は、エネルギー図を描いてみて下さい。
　１番上に　Ｃ₂Ｈ₄ ＋ Ｈ₂Ｏ（液） ＋ ３Ｏ₂
　その下に　Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液） ＋ ３Ｏ₂
　その下に　２ＣＯ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ（液）
　と描いてみると、
　Ｃ₂Ｈ₄の燃焼熱と、Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（液）の燃焼熱の差が
　答になることがわかります。
　これに気づけばあっけないんですが。
　熱化学方程式を全部書いていると時間かかりそうです。
「１０」いつも通り。
　ただ、ＳｎＣｌ₂は通常還元剤なので、これに引っかかりそう。
　しかもＳｎＣｌ₂はそれほど出題されない。
　でも、反応式を落ち着いて見れば簡単。
「１１」いつも通り。
　⑤は当たり前過ぎて疑うかも。
「１２」いつも通り。
　水酸化カルシウムは０．００１モルで、ＯＨ^－は０．００２モルと進めば、
　中和熱０．００２モル分、とわかる。
　小数点以下けたの多い小さい値の計算は慎重に。
「１３」いつもとやや違うパターン。
　これが次の関門？ でも新しい問題ではない。
　１．ある程度放電した、はまったく関係なし
　２．充電する時は、外部電池の負極は鉛蓄電池の負極につなぐ
　３．充電時、鉛蓄電池の負極は、
　　ＰｂＳＯ₄ → Ｐｂ となるので、電子２モルで９６ｇ減
　４．同時に、電子２モルで、
　　電解液中の ＳＯ₄^2－ は、２モルつまり１９２ｇ増加する。
　　（負極から１モル、正極から１モル、計２モル増加）
　これで答えが出ます。
　１．２．４．に気づくかどうかですね。
　もう一つ、
　（＋１９２ｍｇ ，－９６ｍｇ）の座標を見つけるのに
　慣れていなくて、ちょっと戸惑うかも。
「１４」いつも通り。
　Ｈ₂Ｏ ＋ ｅ^－ → ＯＨ^－ ＋ １／２ Ｈ₂ が書ければ大丈夫。
　図が大ヒントなので書けますね。
　ＮａＯＨ ＝ ＯＨ^－ ＝ １／２０ モル。つまり ｅ^－ も １／２０ モル。
　あとは、Ｉ × ３６００ × １／９６５００ ＝ １／２０
　∴ Ｉ ≒ １．３４（Ａ）