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化学 高校生

共テ模試問題なのですが、何を言っているのかさっぱりなので教えてください。

(最密充填層) 問5 金 Au の結晶は面心立方格子であり, Au 原子が最出に が積み重なった構造 (最密構造)をとっている。 そこで, 厚さ(cm) の金箔は Au 原子の最密充填層が何層積み重なっているかを考察することにした。 文献を調べてみると、Au 原子の半程から、整備奮質層が何層積み重なってい いるかを求められることがわかった。そこで、最密構造と面心立方格子についてい 得られた情報をまとめてみた。 最密構造の1層目の最密充填層(これをA層とする) では,各原子が周囲6 個の原子と接している(図3ア)。2層目の最密充填層(これをB層とする)では、 原子はA層の3個の原子がつくるすき間 X の位置に入る (図3)。 面心立方 格子では,さらにA層のすき間Yの真上の位置に3層目の最密充填層(これを C層とする)の原子が入る(図3ウ)。 面心立方格子は,これら3つの最密充填 層がA層→B層→C層→A層→B層→C層→A層……のように繰り 返すことで,原子が積み重なってできている (図3エ )。 ☆ De- A層の原子 ア B層の原子 C層の原子 イ ウ 図3 面心立方格子における原子の積み重なり方 -94- I A層 C層 B層 A層 C層 B層 A層 図4才は, A層→B層→C層→A層の4層から一部の原子を取り出した のであり, これを斜めから見ると図4カのように立方体になっていることが 化学 わかる。図4キは、この立方体における原子の配置を示したもので1層目(A 層)の原子Aの中心とその真上の4層目(A層) の原子 A2の中心を結ぶ線が立 方体の対角線になっている。 図4クは原子 Ai, B1,B2, Ci, C2, Azの中心を 通る断面の図である。 B1 A1 ① B2 √6 キ 3 オ AM C層 B層 A層 A2 ++ 図4 面心立方格子の単位格子 a B1 /6 A1 2 すで 以上の情報から, Au 原子の半径をx(cm) とすると, 厚さ(cm)の金箔は, Au 原子の最密充填層が何層積み重なってできていると考えられるか。 層の数を 表す式として最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。ただし,αの 値は,の値に比べてきわめて大きいものとする。 6 層 カ - 95- a 2√6 3 Ü Y B2 ク A2 C 2 2r

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化学 高校生

化学「凝固点降下」の問題です (5)の問題が分かりません 特に解説にある式の 500-x の部分がどうしてそうなるのかよく分からないです

°71. 〈凝固点降下〉 水と,水 100gに塩化カルシウムニ水和物 (CaCle-2H2O) 4.10gを溶かしてつくった塩化カル シウム水溶液を,ゆっくり冷却しながら温度を精密 に測定したところ,水と塩化カルシウム水溶液の温 度変化は右図に示すような曲線になった。 次の問いに答えよ。 ただし, 水のモル凝固点降下 を1.85 K·kg/mol とし, 塩化カルシウムと塩化ナ トリウムは水溶液中で完全に電離しているとする。 計算問題では有効数字3桁で答えよ。 H=1.00, O=16.0, Na=23.0, Cl=35.5, Ca=40.0 (1) bからcの範囲では, 周囲から冷却しているにもかかわらず温度は一定であった。 その理由を説明せよ。 (2) CからDの範囲では次第に温度が下がる。 その理由を説明せよ。 (3) 塩化カルシウム水溶液の凝固はどこから始まるか。また, 凝固点はどこの温度とみ なせるか。図のA~Dから選ベ。 (4) この塩化カルシウム水溶液の質量モル濃度(mol/kg)を求めよ。 (5))この塩化カルシウム水溶液の凝固点降下度 4t を求めよ。 500gの純水に0.585gの塩化ナトリウムを溶かした水溶液の凝固点を求めよ。また, この塩化ナトリウム水溶液を一0.200°C まで冷却したとき, 生じた氷は何gか求めよ。 a) d 水 B 塩化カルシウム水溶液 時間 [11 お茶の水大)

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化学 高校生

(6)なんですが、 なんで0.0740Kを0.0740℃にてしるんですか? ケルビンにするのなら273を足すんじゃないんですか?

71 (1) 水が凝固するときに放出される発熱量(凝固熱) と, 冷却 により奪われる熱量が等しくなっているから。 (2) 溶媒の水だけが凝固するため, 残った溶液の濃度が次第 に大きくなり、溶液の凝固点降下の度合いが大きくなる ため。 ※04 (4) 0.276mol/kg (3) (凝固) B (凝固点) A (5) 1.53K (6)(凝固点)-0.0740°C (氷) 315g 解説(1) aは凝疑固点以下になっても凝固しておらず, 液体の状態 (過 冷却の状態)である。その後, 凝固がはじまると, 凝固による発熱量 > 冷却により奪われる熱量 となりグラフは上昇する。さらに, b~cでは温度は一定で, dで はすべて固体となっている。 (4) CaCle-2 H0 の式量は 147.0, H2O の分子量は 18.0である。 2×18.0 二水和物 4.10g 中の H.O は 4.10×- -=1.00(g) 147.0 CaCle の物質量は二水和物の物質量と等しいから, 質量モル濃度は、 A.10 147.0 1000 100+1.00 =0.2761…=0.276(mol/kg) (5) At=Km より, ※24 At=1.85×0.2761×3=1.53(K) (6) NaCl の式量は58.5 である。 4t=K:m より, 0.585 At=1.85× 58.5 1000 ※③く -×2=0.0740 (K 500 よって, 凝固点は-0.0740°C また, At=0.200(K)になったときの凝固した氷をx[g] とすると At=Km より 0.585 1000 -X 58.5 At=1.85×- 500-x -×2=0.200 x=315(g)

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