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慶應大学理工学部2013年化学第1問
keio_riko_2013_kagaku_1q.png
数学といい、計算フェチとしか思えない分量の計算です。割り算などで効率よくやる術をマスターしておく必要があります。

(1)
ア:原子殻はKから始まりますので二番目のLになります。ちなみにKから始まる理由はもっと内側の殻があることを恐れてだそうで。慎重なやつめ。
イ:窒素は5つの価電子をもち、これが次の閉殻構造である価電子8つの状態になるためには相手から3つ差し出されなければなりません。これを互いに差し出して共有することになります。
ウ:次の希ガスになるのでネオンNeです。
エ:ルシャトリエの原理です(変化を打ち消す方向に反応する)。また、圧平行定数などで考えても同じです。気体では圧力はモル数に比例するので、左の4モルから右の2モルに変化すると圧力が減ります。これが打ち消すになることから、圧力を高くが答です。
オ:体積をV、反応した窒素のモル数をxとして平行定数から算出します。平行定数は反応式の係数が乗数になること、濃度は係数に比例することに注意してください。
keio_riko_2013_kagaku_1a-1.png
よって、2x=0.400molとなります。
カ:オで求めた数値から反応式の左から順に0.8、2.4、0.4モルで、合計3.6モルです。状態方程式より求めますが、Vと特にTが中途半端な数字であることに着目して計算します(定数以外で中途半端には理由があります)。
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キ:Feです。鉄鉱石を入れてあげます。酸化鉄が水素に還元されてそれが窒素を酸化してとかいう流れではなかったでしょうか。
ク:水がないので炭酸アンモニウムと見せかけて尿素ができます。脱水縮合します。よって2NH3+CO2→(NH2)2COとなります。

(2)
ケ:素直にやればいいんですが、もし思いつかないなら、逆にたどって酸素の密度が与えられていて体積を答えるのでgを求めるんだろうけど、そのためにはmol求める必要があって、電池も含め化学反応のときは別のもののmol求めて比で求めるんだけど、情報あるのは電気しかないから電子のmolだなというように考えます。
反応式は多分4OH-→4e-+2H2O+O2です。
以下のように求めますが、ここでも77.2とか19とかいう超絶中途半端に着目して計算します(出題者が変えられない定数と約分できることが多いです)。
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コ:ケで書いた反応式より負極。
サ:酸素の倍のmolでき、分子量は18/32、密度は1/1.14、日数は1/19なので、9.216×1.14×18/32×2×1/19=0.62214よって0.622
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