【2025年度解答速報】京都大学 化学 問題Ⅲ,Ⅳ【構造決定行脚】 - 質問解決D.B.(データベース)

【2025年度解答速報】京都大学 化学 問題Ⅲ,Ⅳ【構造決定行脚】

問題文全文(内容文):
こちらの動画は2025年2月25日に実施された、京都大学入試の化学の解答速報です。この動画では問題Ⅲ,Ⅳを解説しています。
こちらは当チャンネル講師が独自に行っている解説なので、解答の誤りなどがある場合がございます。その場合はご了承ください。必ず公式に発表される解答をご確認ください。
単元: #化学#大学入試過去問(化学)#理科(高校生)#京都大学
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
こちらの動画は2025年2月25日に実施された、京都大学入試の化学の解答速報です。この動画では問題Ⅲ,Ⅳを解説しています。
こちらは当チャンネル講師が独自に行っている解説なので、解答の誤りなどがある場合がございます。その場合はご了承ください。必ず公式に発表される解答をご確認ください。
投稿日:2025.02.28

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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):
$1mol$あたりの分子数は,実験で求めることができる。
その簡単な測定方法の 1 つに単分子膜法がある。
ステアリン酸 $C_{18}H_{36}O_2$(分子量 284)は,
疎水性の部分と親水性の部分をもつ分子である。
ステアリン酸を,シクロヘキサンなどの蒸発しやすい液体に
溶かし,水面に滴下すると,シクロヘキサンが蒸発したのち,水面では,ステアリン酸分子が親水性の部分を下にして密に並び,分子 1 層からなる単分子膜をつくる。
ステアリン酸 $35.5mg$ をシクロヘキサンに溶かして,全体を $100mL$にした。
この溶液$0.20mL$を水面に滴下したところ,
やがてシクロヘキサンが蒸発してステアリン酸分子が水面に広がり,面積が$330cm^2$の単分子膜ができた。
単分子膜におけるステアリン酸1分子が占有する面積を$s cm^2$として,ステアリン酸$1.00mol$あたりの分子数を$s$を用いて表せ。
また,求める過程も示せ。
$100mL$シクロヘキサン溶液のうち$0.20mL$が実験に使用されたので,シクロヘキサン溶液$0.20mL$溶液中のステアリン酸の質量は,$35.5mg \times \displaystyle \frac{0.20}{100}=0.071mg$、,物質量に直すと$\displaystyle \frac{0.071 \times 10^{-3}g}{284g/mol}=2.50 \times 10^{-7}mol$これが単分子膜 $330cm^2$ に相当する。
$1.00mol$のステアリン酸単分子膜の面積は$330cm^2 \times \displaystyle \frac{1.00}{2.50 \times 10^{-7}}=1.32 \times 10^9cm^2$1 分子あたりs〔cm2〕であるので,分子の数は$\frac{1.32 \times 10^9}{s}$(答)で表される。
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$20℃, 1.0 \times 10^5Pa$において空気が水に接しているとき、$10L$の水に溶解している窒素$〔g〕$の質量を有効数字2桁で求めよ。
ただし、空気は窒素と酸素を体積の比$4:1$で混合した気体とする。
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