理系による理系科目の駆け込み寺

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新企画 今日の一題 化学 ~9/30

はいどうも!

 

早速今日の一題に入りましょう

 

それではこちら!!

 

 

どーーーーん!

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こちらですね

 

 

 

どう?

できそう?

 

化学です化学

 

小問5つあるんで、一つずつ見ていきましょうか?

 

(1)

 

(1)はこんな答えですね

 

 

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どうでした?

 

 

注意するところは

 

 

僕もたまにしてしまっていたんですが

 

を使わずにを使ってしまうことです

 

×です。

 

を使ってください!!

 

 

(2)85kj/mol

 

この問いは(1)を使わなくちゃできません。

 

こういう熱化学方程式の計算問題に対しては

 

確実な方法が、一つあります。

 

それは

 

 

図を描くことです

 

下の図を見てください

 

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こんな感じに図を描くと分かりやすいです。

左の列は、エタンを経由して、最終的にエタンの燃焼をして

 

CO₂ と  H₂O を生成します

 

 

右の列はCとH₂とO₂から直接

 

CO₂ と  H₂O を生成します

 

 

この二つは経路が全く異なりますよね。

 

 

ですが熱量は保存されます

 

これが俗にいう

 

ヘスの法則ってやつです。

 

 

始まりと終わりは一緒ですよね!!

 

↑これが結構ポイントです

 

ってことで方程式が成立するんですよね!

 

で上の図のような計算式になるんです!!

 

図の書き方は、また別の機会にやっていきたいと思います!!

 

(3)2.8kg

 

これはめっちゃ計算問題ですね

 

化学の計算問題って、どこ(大学とかじゃなくて)を目指して考えていくかによって

 

むずかしさが変わってきます

 

たとえば、今回の問いなら

 

CO₂の質量ということで

僕は

 

CO₂のmol数が欲しい!!

 

という風に進めて考えました。

 

CO₂にはCが一個しか入っていません。

 

つまり下の物質1molに対してはCO₂は

CH₄  => 1mol

C₂H₆ => 2mol

C₃H₈ => 3mol

 

 

ってな感じで生成していきます。

 

じゃあここでほしいのは

 

それぞれのガスのmol数ですね

 

 

空気質量全体の何%が何の気体であるか

と指定されています・・・

 

つまりそれを分子量で割ってやればmolの答えは出てきます。

 

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答えは2.794kgです・・・・

 

違いますね!!

 

有効数字の指定があるからです

 

今回の指定に従って

 

答えを近似していくと

 

2.8kg

 

になります!!

 

(4)

 

気体の状態方程式を使うといってことは気づけましたか?

 

 

どうでもいいことかもしれないですが・・・

 

日本の天然ガス使う量めちゃめちゃ多いですね!!

 

数字がおかしい(笑)

 

 

(本当にどうでもよかった)

 

理想気体の状態方程式

PV=nRTです

 

ちなみに

 

実在気体の状態方程式なんてのもあります

 

まぁ今回はどうでもいいので触れませんが

(なんやそれ!!)

 

で今回求めたいのはV:体積ですね

 

 

それ以外の値はわかっています

 

 

nは少し計算をしなくてはいけませんが

 

問題はないと思います

 

てことで

 

V=nRT/P

という風に書けます

 

 

Rは気体定数です

 

R=8.31×10³

ですね

T=273+25で

293Kケルビン)だとわかります

P も問題文に指示があるのでそれをそのまま使って大丈夫です

 

 

これは覚えておいた方がよいでしょう・・・

 

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よって答えは

 

1.4×10¹⁴L

 

ということになります

 

 

(5)

いよいよ最終問題

 

これさえ終われば、今日の一題は終わりです!!

(また明日には1題あるんですけどね・・)

 

 

今回は密度がキーになってきます

 

1.6×10³  kg/m³

 

これは

 

1m³あたり1.6×10³kgだよーー

 

って意味ですが

 

言い方を変えると

 

1m³の固体を作るのに

1.6×10³kg

 

が必要であるってことを表してます

 

 

 

さあもうわかりましたか?

 

 

今回の問題を解くには質量というものに注目しなくちゃいけないんです!!

 

それでは質量を出すために

 

さきほど(4)でだした

 

nに44×10⁻³をしてCO²の質量を求めましょう!

 

さぁnは5.715でしたね

 

そしてその積を密度で割ってやります

 

すると体積が出ます

 

あとは

 

プールの体積の何倍かを考えてやるだけです

 

 

式は下のような感じです

 

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てことで答えは

 

5.23×10⁵ です

 

 

まぁ今日の一題はこんな感じです

 

 

出来はどうでしたか?

 

 

次も頑張ってみてください!!