【共通テスト】理論化学の計算問題を徹底解説する19分 - 質問解決D.B.(データベース)

【共通テスト】理論化学の計算問題を徹底解説する19分

問題文全文(内容文):
(1)
単位格子の一辺の長さL(cm)の体心立方格子の構造をもつモル質量M(g/mol)の原子からなる結晶がある。
この結晶の密度がd(g/cm³)であるとき、アボガドロ定数$N_A(/mol)$を表す式として最も適当なものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。②/mol
①$\displaystyle \frac{L^3d}{M}$

②$\displaystyle \frac{L^3d}{2M}$

③$\displaystyle \frac{2L^3d}{M}$

④$\displaystyle \frac{M}{L^2d}$

⑤$\displaystyle \frac{2M}{L^3d}$

⑥$\displaystyle \frac{M}{2L^2d}$


(2)
エタノール$C_2H_5OH$の蒸気圧曲線を次ページの動画内図1に示す。
ピストン付きの容器に90℃で$1.0×10^5Pa$の$C_2H_5OH$の気体が入っている。
この気体の体積を90℃のままで5倍にした。
その状態から圧力を一定に保ったまま温度を下げたときに凝縮が始まる温度を2桁の数値で表すとき、[4]と[5]に当てはまる数字を、次の①~⓪のうちから一つずつ選べ。
ただし、温度が1桁の場合には、[4]には⓪を選べ。
また、同じものを繰り返し選んでもよい。[4]と[5]℃
①1
②2
③3
④4
⑤5
⑥6
⑦7
⑧8
⑨9
⑩0

補聴器に用いられる空気亜鉛電池では、次の式のように正極で空気中の酸素が取り込まれ、負極の亜鉛が酸化される。

正極 $O_2+2H_2O+4e^- → 4OH^-$
負極 $Zn+2OH^- → ZnO+H_2O+2e^-$

この電池を一定電流で7720秒開放電したところ、上の反応により電池の質量は16.0mg増加した。
このとき流れた電流は何mAか。
最も適当な数値を、次の①~④のうちから一つ選べ。
ただし、ファラデー定数は9.65×10⁴C/molとする。[8]mA
①6.25
②12.5
③25.0
④50.0
単元: #化学#化学理論#化学反応の速さ#化学平衡と平衡移動#理科(高校生)
指導講師: カサニマロ【べんとう・ふきのとうの授業動画】
問題文全文(内容文):
(1)
単位格子の一辺の長さL(cm)の体心立方格子の構造をもつモル質量M(g/mol)の原子からなる結晶がある。
この結晶の密度がd(g/cm³)であるとき、アボガドロ定数$N_A(/mol)$を表す式として最も適当なものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。②/mol
①$\displaystyle \frac{L^3d}{M}$

②$\displaystyle \frac{L^3d}{2M}$

③$\displaystyle \frac{2L^3d}{M}$

④$\displaystyle \frac{M}{L^2d}$

⑤$\displaystyle \frac{2M}{L^3d}$

⑥$\displaystyle \frac{M}{2L^2d}$


(2)
エタノール$C_2H_5OH$の蒸気圧曲線を次ページの動画内図1に示す。
ピストン付きの容器に90℃で$1.0×10^5Pa$の$C_2H_5OH$の気体が入っている。
この気体の体積を90℃のままで5倍にした。
その状態から圧力を一定に保ったまま温度を下げたときに凝縮が始まる温度を2桁の数値で表すとき、[4]と[5]に当てはまる数字を、次の①~⓪のうちから一つずつ選べ。
ただし、温度が1桁の場合には、[4]には⓪を選べ。
また、同じものを繰り返し選んでもよい。[4]と[5]℃
①1
②2
③3
④4
⑤5
⑥6
⑦7
⑧8
⑨9
⑩0

補聴器に用いられる空気亜鉛電池では、次の式のように正極で空気中の酸素が取り込まれ、負極の亜鉛が酸化される。

正極 $O_2+2H_2O+4e^- → 4OH^-$
負極 $Zn+2OH^- → ZnO+H_2O+2e^-$

この電池を一定電流で7720秒開放電したところ、上の反応により電池の質量は16.0mg増加した。
このとき流れた電流は何mAか。
最も適当な数値を、次の①~④のうちから一つ選べ。
ただし、ファラデー定数は9.65×10⁴C/molとする。[8]mA
①6.25
②12.5
③25.0
④50.0
投稿日:2021.12.05

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① 触媒を用いてベンゼン $\ce{C6H6}$とプロペン (プロピレン) $\ce{CH2}=\ce{CH}-\ce{CH3}$を反 応させると、クメン(イソプロピルベンゼン)が生成する。

② フェノール $\ce{C6H6OH}$と臭素水を反応させると、2.4.6-トリプロモフェ ノールが生成する。

③ アセチレン(エチン) $\ce{CH} \equiv \ce{CH}$を、赤熱した鉄を触媒に用いて反応させる

と、ベンゼンが生成する。

④ アニリン $\ce{C6H5NH2}$をさらし粉の水溶液で酸化すると、赤紫色を呈する。

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純粋な硫酸銅(II)五水和物 $CuSO_4.5H_2O$を$102℃$で
長時間加熱すると三水和物 $CuSO_4.3H_2O$が得られるが、
水和水は加熱中に徐々に失われていく。
そのため、試料全体で平均した組成を化学式 $CuSO_4・xH_2O$で表すと、 $102℃$で加熱した試料では、$x$は$3 \leqq x \leqq 5$を満たす実数となる。
また、さら に高温($150℃$以上)で加熱すると、$x$は$0$まで減少し、硫酸銅(II)無水塩 $CuSO_4$(式量160)が得られる。
加熱により、一部の水和水を失った試料Aがある。
試料Aの化学式$CuSO_4・xH_2O$における$x$の値を求めるための実験について、次の問い (a・b)に答えよ。
ただし、試料中には$Cu^{2+}, SO_4^{2-}$と水和水以外は含ま れないものとする。

b 試料Aにおける$x$の値は、$SO_4^{2-}$の含有量の代わりに、$Cu^{2+}$ の含有量を用いて求めることもできる。
試料A中の$Cu^{2+}$含有量を調べる2通りの手法として、
次の実験Ⅱおよび実験Ⅲを考えた。

実験Ⅱ $Cu^{2+}$を含む水溶液に、水酸化ナトリウム $NaOH$水溶液を十分に加え、生じる沈殿をすべてろ過により取り出し、十分に加熱して純粋な酸化銅(Ⅱ)$CuO$(式量 80)としてから、その質量を求める。

実験Ⅲ $Cu^{2+}$を含む水溶液を、陽イオン交換樹脂を詰めたカラムに通し、 流出液に含まれる水素イオン$H^{+}$の物質量を、中和滴定により求める。

ある質量の試料Aを溶かした水溶液Bを用意し、その$10mL$を用いて実験Ⅱを行ったところ、質量$w (mg)$の$CuO$が得られた。
また、別の$10mL$ の水溶液Bを用いて実験Ⅲを行ったところ、濃度$c(mol/L)$の$NaOH$水溶液が、中和滴定の終点までに$V (mL)$必要であった。
用いた水溶液B中の$Cu^{2+}$が、実験Ⅱではすべて$CuO$となり、実験Ⅲではすべて陽イオン交換樹脂により$H^{+}$に交換されたものとすると、求められる$Cu^{2+}$の含有量の値は、実験Ⅱと実験Ⅲで同じ値となる。
このとき、$w、c、V$の値の関係はどのような式で表されるか。
最も適当なものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。
①$V=\displaystyle \frac{25w}{c}$
②$V=\displaystyle \frac{25w}{2c}$
③$V=\displaystyle \frac{25w}{4c}$
④$V=\displaystyle \frac{w}{40c}$
⑤$V=\displaystyle \frac{w}{80c}$
⑥$V=\displaystyle \frac{w}{160c}$
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