【化学】化学平衡:北里大学医学部2017年大問4の問1(理論化学の問題文の読み取りが苦手な人へ) - 質問解決D.B.(データベース)

【化学】化学平衡:北里大学医学部2017年大問4の問1(理論化学の問題文の読み取りが苦手な人へ)

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北里大学医学部2017年大問4の問1(理論化学の問題文の読み取りが苦手な人へ)
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単元: #化学#化学理論#大学入試過去問(化学)#化学平衡と平衡移動#理科(高校生)
指導講師: 理数個別チャンネル
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北里大学医学部2017年大問4の問1(理論化学の問題文の読み取りが苦手な人へ)
投稿日:2020.05.20

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指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
化合物A、B、CおよびDは水素、炭素、酸素、窒素原子のみからなる分子量300以下の化合物であり、すべて8員環の構造を持つ。
化合物A、Bは窒素原子を1つ含み、互いに異性体の関係にある。また、化合物C、Dは窒素原子2つを含み、互いに異性体の関係にある。
79.5 mgの化合物Aを完全燃焼させたところ、二酸化炭素205mgと水27.0mgを生じた。同様に59.5mgの化合物Cからは二酸化炭素154mgと水22.5mgを生じた。
化合物A~Dの溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えて加水分解を進めると、化合物E、F、G、HおよびIのような有機化合物もしくはナトリウム塩が得られた。なお、それぞれの反応生成物はAからはEとF、BからはGとH、CからはHとI、DからはEのみとなっていた。

Aを加水分解して得られた反応液に希塩酸を加えて酸性にし、ジエチルエーテルで抽出を行うと、エーテル層から化合物Fを得ることができた。
同様の操作をBの反応液に行うと、エーテル層から化合物Hを得ることができた。

化合物Eに塩酸と亜硝酸ナトリウムを加え反応させ、その後加温すると化合物Fが生成した。また、化合物Hを加熱すると脱水反応が進行した。
A~Dの構造式をかけ
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酢酸$0.60mol$とエタノール$0.60mol$に、少量の硫酸を加えて加熱すると平衡状態に達し、酢酸エチルが生成した。
平衡定数は$4.0$とし、硫酸による吸湿作用はないものとする。

問1 平衡状態に達したときのと酢酸エチルの物質量は何$mol$ですか。有効数字2桁で答えなさい。

問2 酢酸の物質量は変化させず、を増加させ、生成する酢酸エチルを$0.48mol$にしたい。
エタノールは何$mL$増加させればよいですか。
エタノールの密度は$0.80g/cm^3$とする。
有効数字2 桁で答えなさい。
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電解槽Ⅰに硫酸銅(II) 水溶液、電解槽Ⅱに希硫酸を入れた。
さらに、銅電極、白金電極を用いて、図1のような装置を組み立てた。
一定の電流を 1930秒間流して電気分解を行ったところ、
電解槽Ⅰの陰極で$0.32g$の銅が析出した。
下の問い(a・b)に答えよ。
ただし、定数は$9.65 × 104 C/mol$とする。

a 流した電流は何であったか。
最も適当な数値を、次の①~⑤のうちから一つ選べ。
①$0.25$ ②$O.50$ ③$1.0$ ④$2.5$ ⑤$5.0$

b 電解槽Iの陽極と電解槽IIの陽極で起きた現象の組合せとして最も適当な ものを、
次の①~⑥のうちから一つ選べ。
※図・表は動画内参照
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$NaOH$ の式量:$40$
外部との熱の出入りが遮断された容器を用いて、
変化に関する次の実験 Ⅰ・Ⅱを行った。
反応開始時においては、用いた物質の温度はすべて$25.0℃$であった。

実験Ⅰ 純水$994g$に固体の水酸化ナトリウム $6.0g$を溶解したところ、水溶液の温度は$26.6℃$に上昇した。
実験Ⅱ 希塩酸$994g$に固体の水酸化ナトリウム$6.0g$を溶解したところ、水溶液の 温度は$28.0℃$に上昇し、塩基性となった。

中和を$-56.5kJ/mol$, すべての水溶液の比熱を$4.2J/(g・K)$としたとき、
実験Ⅱで用いた希塩酸中の塩化水素の物質量は何$mol$か。
最も適当な数値を、 次の①~⑥のうちから一つ選べ。
ただし、発生した熱はすべて水溶液の温度上昇に使われたものとする。

①$1.0 \times 10^{-4}$
②$2.2 \times 10^{-4}$
③$1.0 \times 10^{-1}$
④$2.2 \times 10^{-1}$
⑤$1.0 \times 10^{2}$
⑥$2.2 \times 10^{2}$
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