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化学基礎 教科書の解説
〔酸や塩基の強弱〕

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天然の臭素には$^{79}Br$と$^{81}Br$の2種類の安定な同位体があり、天然のリンには$^{31}P$の1種類のみが存在する。
2種類の臭素原子の存在割合がそれぞれ$50%$であるとすると、
同位体を区別した三臭化リン$PBr_3$の各分子の相対質量と存在量の関係を正しく表したグラフはどれか。
なお、グラフの縦軸は、3つの臭素原子が$^{79}Br$であるときの三臭化リン$(^P{79}Br_3)$の存在量を1とした相対比で表し、
$^{79}Br$相対質量は$79、^{81}Br$の相対質量は$81、^{31}P$の相対質量は$31$とする。
※グラフは動画内参照

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次の文章を読んで,以下の問いに答えなさい。
有効数字は 2 桁で答えなさい。
ただし,気体は理想気体の状態方程式に従うものとし,液体の水への水素と酸素の溶解は無視できるものとする。
また,$127℃$における水の飽和蒸気圧を$2.50×10^5Pa$とし,気体定数は$R=8.31×10^3Pa・L/(K・mol)$とする。
密閉容器内の着火装置の体積は無視できるものとする。

温度,体積,圧力を変えることができる,ピストンの付いた密閉容器内に,$1.00mol$ の水蒸気を入れて,温度を $127℃$,ピストンにかける圧力を$1.00×10^5Pa$とした。
このときの状態を状態 A とする。

状態 A の密閉容器内に水素 $H_2$を $0.400mol$,酸素 $O_2$を $0.200mol$ 加え,温度を$127℃$,ピストンにかける圧力を$1.00×10^5Pa$とした。
このときの状態を状態 B とする。

状態 B から,温度を$127℃$に保ったまま,ピストンにかける圧力を$5.00×10^5Pa$に上げた。
このときの状態を状態 C とする。

状態 C から,温度を$127℃$に保ったまま,体積を2倍にし,ピストンを固定した。
このときの状態を状態 D とする。

状態 D から,体積を固定したまま,密閉容器内の着火装置で着火して水素を完全燃焼させた。
反応終了後,温度を$127℃$とした。
このときの状態を状態 E とする。

問 1 状態 A における気体の体積を答えなさい。
問 2 状態 B における気体の体積を答えなさい。
問 3 状態 C における気体の体積を答えなさい。
問 4 状態 D における気体の全圧を答えなさい。
問 5 状態 E における気体の圧力を答えなさい。

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