日本大学化学2012年第2問
次の問1～問4に答えなさい。
- 問1 容積20.0Lの密閉容器にプロパンと酸素の混合気体を27℃、$1.6\times10^4~\text{Pa}$で封入し、容器内のプロパンを完全に燃焼させた後、容器内の温度を27℃に下げると、圧力は$1.2\times10^4~\text{Pa}$になり容器内に水滴を生じた。
次の設問1～設問3に答えなさい。ただし、27℃における水の水蒸気圧は$3.6\times10^3~\text{Pa}$とする。また、酸素はプロパンを完全に燃焼させるのに充分な量が入っており、水滴の体積は無視できるものとする。- 設問1 燃焼前のプロパンの物質量は、$\text{8}\times10^{-2}~\text{mol}$である。
- 設問2 燃焼前の酸素の物質量は、$\text{9}\times10^{-2}~\text{mol}$である。
- 設問3 燃焼後に液体の水として存在する物質量は、$\text{10}\times10^{-2}~\text{mol}$である。
- (1) 0.11
- (2) 0.20
- (3) 0.29
- (4) 0.51
- (5) 1.1
- (6) 2.0
- (7) 2.9
- (8) 5.1
- (9) 11
- (0) 20
- 問2 濃度0.20 mol/Lの塩酸100 mLに濃度未知の水酸化ナトリウム水溶液100 mLを加えたところ、混合溶液のpHは2.0となった。この水酸化ナトリウム水溶液のモル濃度は、$\fbox{11}.\fbox{12}\times10^{-1}~\text{mol}/\text{L}$である。ただし、塩酸の電離度は1.0とする。また、$\fbox{11}$は一の位を、$\fbox{12}$は小数第一位を示すものとする。同じ記号を何度選んでもよい。
[$\fbox{11}$、$\fbox{12}$の解答群]- (1) 1
- (2) 2
- (3) 3
- (4) 4
- (5) 5
- (6) 6
- (7) 7
- (8) 8
- (9) 9
- (0) 0
- 問3 酢酸水溶液の25℃における電離定数$K_a$は$2.8\times10^{-3}~\text{mol}/\text{L}$である。25℃の0.20 mol/L酢酸水溶液の水素イオン濃度は、$\fbox{13}.\fbox{14}\times10^{-\fbox{15}}~\text{mol}/\text{L}$であり、pHは$\fbox{16}.\fbox{17}$となる。
ただし、$\sqrt{1.4}=1.2$、$\log_{10}2=0.30$、$\log_{10}3=0.48$とする。 - 問4 酢酸60.0gとエタノール78.2gを一定体積の容器に加えて、一定温度で反応させたところ、平衡時には酢酸が12.0gに減少していた。この反応の平衡定数は$\fbox{18}.\fbox{19}$となる。
ただし$\fbox{13}$、$\fbox{15}$、$\fbox{16}$、$\fbox{18}$は一の位を$\fbox{14}$、$\fbox{17}$、$\fbox{19}$は小数第一位を示すものとする。同じ記号を何度選んでもよい。
[$\fbox{13}$～$\fbox{19}$の解答群]- (1) 1
- (2) 2
- (3) 3
- (4) 4
- (5) 5
- (6) 6
- (7) 7
- (8) 8
- (9) 9
- (0) 0