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浜松医科大学入試対策講座 演習問題 2 No. 2 (裏) 生物の細胞内では、さまざまな化合物の緩衝作用により,pHが中性付近に保たれている。リン酸二水素塩とリン酸 水素塩の組み合わせもその一例である。以下では、これらのリン酸塩の25℃における電離平衡と緩衝作用について 考えよう。リン酸は水中で次のように3段階で電離する。 HsPOH+ + H2PO4 (1) H2PO4H+ + HPO HPO H+ + PO (3) (2) Ki = 7.5×10mol/L K = 6.2×10mol/L K's = 2.1×10-13mol/L K. K, K はそれぞれ (1) (2) (3) 式の平衡定数である。 また、水のイオン積を K(=1.0×10-14mol/L2 ) とする。 はじめに, 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液の平衡について考える。 この塩は水中で完全に電離する。 生じたH2P O イオンに関しては, (2) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 .(4) H2PO4 + H2O H3PO4 + OH- この平衡において、水のモル濃度 [H2O][mol/L]は一定とみなせるため, (4) 式の平衡定数 Ka は H2PO4 HsPO4, OH-のモル濃度を用いて、 [H3PO4] [OH-1 K₁ = A [H2PO4] と表される。」との値の比較から、この水溶液はウ性を示すことがわかる。 次に, 0.10mol/LのNa2HPO 水溶液の平衡について考える。 この塩も水中で完全に電離する。 ここで生じたHP 042 イオンに関しても、 (3) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 HPO42 + H2O HPO + OH- (5)式の平衡定数は, K5 = [H2PO4][OH-] [HPO2] B と表される。面との値の比較から,この水溶液はエ性を示すことがわかる。 (5) さらに、この NaHPO4 水溶液の水素イオン濃度[H+] [mol/L] を表す式を導いてみよう。 そのために, (2) 式と(3)式 を組み合わせた次の平衡を考える。 2HPO H2PO4 + PO」-. ・(6) (6)式の平衡定数は,次式で表される。 [H2PO4][PO4] K6 = C [HPO42-J2 リン酸一水素塩の濃度が0.10mol/Lの場合, (3) (5) (6) 式のうち, (6) 式の平衡が最も大きく右方向に偏る。 また, (3) 式と (5) 式の平衡定数を比較すると,前段の考察からオ式の平衡定数の方が十分に大きいため、もう一方の 式の平衡は無視できる。 したがって, [H+] を求めるためには,オ式と(6)式の2つの平衡を考慮すればよい。 オ式と(6)式の平衡反応によって消費される HPO4 イオンの濃度を、 それぞれ [mol/L] と [mol/L] とおくと、 HPOPOの各イオンのモル濃度は次のように表される。 H2PO4 [H2PO4] = I [HPO42] = 0.10-x-y [PO-] = II ここでオ式と (6) 式の平衡定数は非常に小さいので, 0.10-x-y≒0.10 と近似できる。 よって, x, y, 平衡 定数を含む2つの関係式から,[H+] [mol/L] は, [H+] = K2Ks+ D と導かれる。 問4 問5 問6 ウオにあてはまる語句または数字を記入せよ。 I II にあてはまる数式を, x, y を用いて記せ。 A~Dにあてはまる数式を K, K, K, Kw を用いて記せ。 7 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液10mL と 0.10mol/LのNa2HPO4 水溶液10mL を混合して緩衝液を調製した。 この緩衝液に関して、次の(i), (ii)の問に答えよ。 ただし、この緩衝液については、(2)式の電離平衡のみを考慮す ればよい。 数値は有効数字2けたで答えよ。 (i) この緩衝液の水素イオン濃度 [mol/L] を求めよ。 この緩衝液に 0.10mol/Lの塩酸をpHが7.0になるまで加えた。加えた塩酸の体積 [mL] を求めよ。 また、この 値を用いて、塩酸の添加による水素イオン濃度の増加量 (AD [H+]) と塩化物イオン濃度の増加量(4[CI-I)の比 A[H+1 A[CI-] を求めよ。 計算過程も含めて、解答欄の枠内で記せ。

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19:34 K Y! 大学入試問題過去問デ... × toshin-kakomon.com 4G 8 大学入試問題 過去問データベース 青山学院大学一覧に戻る TOSHI toshin toshin toshin toshin toshin トップページへ 青山学院大学 - 理工(数理サイエンス(B)、 電気電子工 (B)、 機械創造工(B)、 経営システム工(B)、 情報テクノロジー (B), 化学・生命科 (B)) toshin 入学受付中 Itoshin 資料請求・1日体験・入学 のお申込み 2023 化学 toshin toshin ページ [表紙] [第1問] [第2問] [第3問] | [問題PDF]shin toshin 《前のページ 次のページ≫ 大学名検索 →あかさたなは まやらわ 詳細検索 設置区分 国公立 私立 すべて 学部系統 文学・語学 商・経済 教育・人間 社会・国際 法・政治 生命・環境 農水産 理 I 情報 医療 その他 次の問1 問2の答をマークシート解答用紙の指定された番号の解答欄にマ ークせよ。 1 ~ 問1 以下の文を読み, 設問 (1),(2)の解答を有効数字2桁で求め、 9 にあてはまる最も適切な数値を, 同じ番号の解答欄にマークせ よ。 気体はすべて理想気体とし、 気体定数は 8.3 × 103 Pa・L/(K・mol) とす る。 47℃におけるアセトンの飽和蒸気圧は7.6 × 10 Pa とする。 原子量は H1 C12, N14, 0 16, Mg 24 とする。 下図のような移動可能な壁で仕切られた二つの部屋A,Bをもち, 二つの 部屋の容積の合計が4.0Lの加熱装置を備えた容器がある。 部屋Aと部屋B の圧力が異なるとき壁は移動し、二つの部屋の圧力が等しくなると壁は停止 する。 容器内に液体や固体が存在する場合は, それらの体積は容器の容積に 比べて十分に小さいものとする。 部屋 A B 移動可能な壁 部屋Aに酸素と窒素の混合気体312mg, およびマグネシウムの単体 288mg を入れ, 部屋Bにはアセトン 1.74gを入れて容器全体の温度を47℃に保っ た。 十分に長い時間が経過すると壁が停止した。 次に, 部屋 A のマグネシウ ムの単体を強熱すると明るい光を放ってすべて燃焼し、 部屋Aに存在する気 体中の窒素のモル分率は2.5倍に増加した。 (1) 部屋Aに入れた酸素の物質量は である。 2 x10 mol 6 (2)下線の状態では,部屋Aの体積は 4 5 x 10 L₁ 9 全圧は 7 8 x 10 Paである。 問2 以下の文を読み, 設問 (1),(2)の 10 ~ 15 にあてはまる最も適 切な数値を同じ番号の解答欄にマークせよ。 ただし, 25℃ 1.013 × 105 Pa に おける生成熱は, メタン (気)80kJ/mol, プロパン (気) 100kJ/mol, プタン (気) 120kJ/mol, 二酸化炭素(気) 390kJ/mol. 水(液) 280kJ/mol であり, 燃 焼によって生成する水は液体とする。 また, 気体はすべて理想気体とし, 原 子量はH1, C12 016 とする。 ある天然ガスAの主な成分はメタンであり, その他の気体としてプロパン とブタンを含んでいる。 気体であるAを完全燃焼したところ, 燃焼したAの 体積に対する消失した酸素の体積の比の値は同温同圧において3.5であっ た。 また, Aに含まれる全物質量に対するメタンの物質量の比の値は60% であった。 (1) Aに含まれる気体の平均分子量を有効数字2桁で求め, 以下の形式で示 せ。 10 12 11 x 10 (2) 45gのAを完全燃焼した時, 25℃, 1.013 × 10 Pa において生じる熱 量を有効数字2桁で求め、 以下の形式で示せ。 13 15 14 x 10 kJ

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× 19:42 + ... 大学入試問題過去問デ... toshin-kakomon.com (1)| ア 4G 5 イ H カ にあてはまる適切な数値を答 えなさい。 (2) ウ にあてはまる適切な語句を{}内から一つ選びなさい。 問2 図のように、 容積が2.0Lの容器 A と, 容積が3.0Lの容器B がコックを 介して連結されている。 B には点火装置が付いている。 コックを閉じた状態で, A には物質量 ア molの気体の酸素をみたし, Bには物質量 イ の気体の ウ { メタン | エタン | アセチレン} をみたした。 このとき, A 内の気体の圧力は, 温度 47℃ で, 4.0x 104 Pa となった。 mol 次に, コックを開いて, しばらく放置したところ, 気体は完全に混合し, 容器 内の混合気体の圧力は, 温度 47℃ で, 2.3 x 104 Pa となった。 このときの混合 エ Paである。 ここで, コックを開い 気体における ウ の分圧は たまま, 点火装置を起動し, 酸素と ウ との燃焼反応を完全に進めたとこ ろ、容器内の混合気体の圧力は,温度47℃ で, 再び 2.3 x 104 Pa となった。 こ のときの混合気体における二酸化炭素の分圧は オ Paである。 点火装置 容器 A 容器 B コック 次の(1)~(4) に答えなさい。 解答紙には答のみを記入しなさい。 ただし, 気体 定数を R = 8.3 x 103 Pa・L / (mol・K) とし, コックを含む連結部の容積は無視 できるものとする。 また, 容器内の物質はすべて気体として存在し, 気体は理想 気体としてふるまうものとする。 (1) ア にあてはまる適切な数値を有効数字2桁で答えなさい。 (2) イ と エ にあてはまる適切な数値を有効数字2桁で答えな さい。 ウ | にあてはまる適切な物質名を{}内から一つ選び、その理由ととも (3) に答えなさい。 (4) オ にあてはまる適切な数値を有効数字2桁で答えなさい。 のは イ といい 問3 炭素原子間に三重結合を1個もつ鎖式不飽和炭化水素を ア 一般式 CH2n-2 (n≧2) であらわされる。 ア のうち, n = 2 であるも イ と呼ばれる。 は常温で無色無臭の気体であり, 実験 室では, 炭化カルシウム(カーバイド)に水を作用させることで得られる。白 金やニッケルを触媒として, イ 1分子に対し, 水素1分子を付加させる 生成す と、 ウ が生成し,さらに水素1分子を付加させると, エ る。また,硫酸水銀(Ⅱ) を触媒として イ に水を付加させると, 不安定な

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ここの計算でどうしても1molあたり+2で2molで+4になってしまいます。計算を教えて頂きたいです。

(3) ヨウ素とチオ硫酸ナトリウムとの反応 チオ硫酸ナトリウムNa2S20gは,ヨウ素によっ て酸化されて、四チオン酸ナトリウム Na2S4O となる。このときの化学反応式は, I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 となるが,次の①式と②式の反応式 (電子を含む反応式) からつくることができる(この反応 は大学入試などでは,反応式が与えられることが多い)。 反応式の求め方 酸化剤・還元剤のはたらきを示す反応式 (電子を含む反応式)は,次式で表される。 I2 + 2e¯ 2S2O32- 2I¯ …① S4O2 + 2e ......② したがって、 ①式+②式より, I2 + 2S2O32- → 2I + SO62- 両辺に 4Na+ を加えると次式を得る。 I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 - 量的関係を考えるときには, 2S2O32S4062 より, 2molのNa2S2O3 について, Sの酸化数の総和は (+2)×2×2= +8 であり, SO2のSの酸化数の総和は -2-(-2)×6= +10 となる。よって, Na2S2O3 2mol でSの酸化数の総和が+8 → +10 と 変化しているが,1mol あたりでは「+1」の増加と考えればよいことがわかる(→p.294)。 (4)ヨウ素滴定の指示薬 ヨウ素滴定では,ヨウ素を含んだヨウ化カリウム水溶液(褐色)と チオ硫酸ナトリウム水溶液 (無色)を反応させる。この場合,反応が完結した時点でヨウ素 がなくなるので褐色→無色となるが,その変化は目で判定しにくいので,指示薬としてデ ンプン水溶液を用いる。 つまり、滴定によりヨウ素を含んだヨウ化カリウム水溶液の色が薄くなったところで, デンプンの薄い水溶液を加えると, ヨウ素デンプン反応 ® により濃青色となるので,そのま ま滴定を続け、濃青色→無色になったとき反応が完結したことになる。

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