【旧センター試験化学】2020追試 第1問 問2 メタンハイドレート - 質問解決D.B.(データベース)

【旧センター試験化学】2020追試 第1問 問2 メタンハイドレート

問題文全文(内容文):
センター試験化学 2020追試 第1問 問2

 メタン$CH_4$は,定温・高圧下で水分子がつくる網目状構造に取り込まれて固体物質を形成する。この固体物質はメタンハイドレートと呼ばれ,$CH_4$と$H_2O$の質量比が16:104であることが知られている。
 メタンハイドレート1.20 gのみが入っている容積1.0 Lの密閉容器を,27 ℃で静置したところ,メタンハイドレートは$CH_4$(気),$H_2O$(気),$H_2O$(液)となった。このとき,容器内の気体の全圧は何 Paか。最も適当な数値を,次の①~⑤のうちから一つ選べ。ただし,気体定数は$R=8.3 × 10^3 Pa・L/(K・mol)$であり,27 ℃における水蒸気圧は$3.6 × 10^3 Pa$である。また,$H_2O$(液)の体積,$H_2O$(液)への$CH_4$(気)の溶解は無視できるものとする。

① $3.6 × 10^3$  ② $2.5 × 10^4$  ③ $2.9 × 10^4$
④ $1.4 × 10^5$  ⑤ $1.7 × 10^5$
単元: #化学#化学理論#大学入試過去問(化学)#気体の性質#理科(高校生)#センター試験
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
センター試験化学 2020追試 第1問 問2

 メタン$CH_4$は,定温・高圧下で水分子がつくる網目状構造に取り込まれて固体物質を形成する。この固体物質はメタンハイドレートと呼ばれ,$CH_4$と$H_2O$の質量比が16:104であることが知られている。
 メタンハイドレート1.20 gのみが入っている容積1.0 Lの密閉容器を,27 ℃で静置したところ,メタンハイドレートは$CH_4$(気),$H_2O$(気),$H_2O$(液)となった。このとき,容器内の気体の全圧は何 Paか。最も適当な数値を,次の①~⑤のうちから一つ選べ。ただし,気体定数は$R=8.3 × 10^3 Pa・L/(K・mol)$であり,27 ℃における水蒸気圧は$3.6 × 10^3 Pa$である。また,$H_2O$(液)の体積,$H_2O$(液)への$CH_4$(気)の溶解は無視できるものとする。

① $3.6 × 10^3$  ② $2.5 × 10^4$  ③ $2.9 × 10^4$
④ $1.4 × 10^5$  ⑤ $1.7 × 10^5$
投稿日:2024.12.13

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図2に示すような装置を用い、大気圧が$1.013 × 10^5 Pa (= 760 mmHg)$のとき、
温度$25℃$で次に示す操作を行うと、ガラス管内の水銀柱の上部に空間 ができる。
この実験に関する記述として誤りを含むものを、
下の①~⑤のうちから一つ選べ。

操作a:
一端を閉じた全長$900mm$のガラス管に水銀を満たし、
容器内の水銀 に沈んでいるガラス管の長さが$50mm$となるように、
容器内の水銀面に対してガラス管を垂直に倒立させる。

① 操作aで、容器内の水銀に沈めるガラス管の長さを
$100mm$にするとガラス管内上部の空間の体積は減少する。
② 図2に示したガラス管の下端から上部の空間に少量のメタノールを入れる と水銀柱は低くなる。
③ 大気圧が下がると図2に示したガラス管内上部の空間の体積は減少する。
④ 操作aで、全長$700mm$のガラス管に変えると、
ガラス管内の上部に空間 は生じない。
⑤ 操作aで、全長$1200mm$のガラス管に変えると、
図2と同様にガラス管内の上部に空間が生じ、
水銀柱の高さは全長$900mm$の長さのガラス管を
用いた場合と同じになる。
※図は動画内参照
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表1に示す濃度の硝酸銀水溶液$100mL$と塩化ナトリウム水溶液$100mL$を混合する実験Ⅰ~Ⅲを行った。
実験Ⅰ~Ⅲでの沈殿生成の有無の組み合わせとして、
最も適当なものを、下の①~⑧のうちから一つ選べ。
ただし、塩化銀の溶解度積を、$1.8 × 10^{-10}(mol/L)^2$とする。
※表は動画内参照
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