1分で解いてほしい化学計算問題 (34) メタンの燃料電池 - 質問解決D.B.(データベース)

1分で解いてほしい化学計算問題 (34) メタンの燃料電池

問題文全文(内容文):
〔2023年 神戸学院大学〕
次の図は、メタンを原料として用いた燃料電池の模式図である。この燃料電池を 放電して、$4.0A$の電流を秒間流すために必要なメタンの物質量は何$mol $か。
ただし、この燃料電池の両極で起こる化学反応は、次の式で示されるものと し、メタンはすべてこの反応で消費されるものとする。
(ファラデー定数:$9.65 \times 10^4C/mol$)
負極:$CH_4+2H_2O →CO_2+8H^{+}+8e^{-}$
正極:$O_2+4H^{+}+4e^{-} →2H_2O$
単元: #化学#化学理論#大学入試過去問(化学)#電池と電気分解#理科(高校生)
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
〔2023年 神戸学院大学〕
次の図は、メタンを原料として用いた燃料電池の模式図である。この燃料電池を 放電して、$4.0A$の電流を秒間流すために必要なメタンの物質量は何$mol $か。
ただし、この燃料電池の両極で起こる化学反応は、次の式で示されるものと し、メタンはすべてこの反応で消費されるものとする。
(ファラデー定数:$9.65 \times 10^4C/mol$)
負極:$CH_4+2H_2O →CO_2+8H^{+}+8e^{-}$
正極:$O_2+4H^{+}+4e^{-} →2H_2O$
投稿日:2023.12.23

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分子式$C_4H_4O_4$の不飽和ジカルボン酸には、化合物A、化合物B、化合物Cの3つの異性体がある。
化合物Aと化合物Bは、互いにシスートランス異性体であり、化合物Aより化合物Bの方が分子内の脱水が起こりにくい。
次の(1)~(3)に当てはまる化合物の構造式を下の①~⑧のうちから1つ選べ。
(1)化合物Aに水素が付加して生じる化合物
(2)化合物Bに水が付加して生じる化合物
(3)化合物Cに水素が付加して生じる化合物
※構造式①~⑧は動画内参照
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〔物質量($mol$)〕
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問題文全文(内容文):
H₂CO₃⇆H⁺+HCO₃⁻(K₁=4.6×10⁻⁷mol/L)

HCO₃⁻⇆H⁺+CO₃²⁻(K₂=4.4×10⁻¹¹mol/L)

以上の式により、H₂CO₃の濃度4.0×10⁻⁵mol/Lで平衡状態にある。

(1)第2電離は、第1電離に比べ十分に小さいのでこれを無視すると、H⁺の濃度は何mol/Lか。
  また、pHはいくつか。

(2)このときのCO₃²⁻の濃液は何mol/Lか。
  (ただし、√18.4=4.3、log₁₀4.3=0.63とする)
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2024年度 共通テスト解説 化学 第5問 問1 質量分析法-尿中のテストステロンの質量を求める

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指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
下線部$(a)$に関連して、質量分析法はスポーツ競技における選手のドーピング 検査などに利用されている。
ドーピング検査では、検査対象となった選手から
$90mL$以上の尿を採取し、その一部を質量分析に用いて、
対象物質の量が適正な範画内であるかを調べる。

テストステロンは、生体内に存在するホルモンであるが、
筋肉増強効果があるためドーピング禁止物質に指定されている。

図1に既知の質量のテストステロンを含む尿を質量分析法で分析した結果を示した。
横軸は、尿$3.0mL$に含まれるテストステロンの質量で、
縦軸は、テストステロンに由来する陽イオン$A^{+}$の検出された個数(信号強度)である。
ここで縦軸の数値は、尿$3.0mL$中のテストステロンの質量が$5.0×10^{-8}g$のときの$A^{+}$の信号強度を$100$とした相対値で表している。

ある選手の$3.0 mL$から得られた$A^{+}$の信号強度は$10$であった。
この選手の尿$90mL$中に含まれるテストステロンの質量は何か、最も適当な数値を、後の①~⑥のうちから一つ選べ。

①$1.5 \times 10^{-8}$
②$9.0 \times 10^{-8}$
③$6.0 \times 10^{-7}$
④$1.5 \times 10^{-7}$
⑤$9.0 \times 10^{-7}$
⑥$6.0 \times 10^{-6}$
※図は動画内参照
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