2021年九大化学第1問

九大化学も以前は大問5問構成だった気がしますが、4問に減っていますね😅(名大と一緒)。

第1問は化学平衡の問題ですが、問6が見た目からして難しそうですね。ひとまず問題と直接対決することが大事!考えてわからない経験の反復が今後難しい問題を解く糧となります。




では解説です👀












問1 (ア)発熱  (イ)減少する (ウ)高く (エ)低く


問2 (ⅰ) A  (ⅱ)C (ⅲ)E
 ※ 温度を上げ(下げ)る→平衡もそうだが、反応速度が速く(遅く)なることも意識する
 ※ 触媒→反応を速めるが、平衡には影響なし


問3 N₂ガスがはじめn(mol)あったとすると、平衡時の解離度をαとして、
N₂⇒n(1-α)、H₂⇒3n(1-α)、NH₃⇒2nα。

体積一定より、(圧力比)=(物質量比)
3.0×10⁷:1.8×10⁷=(n+3n):{n(1-α)+3n(1-α)+2nα}
→ 3:1.8=4n:(4-2α)n → 12-6α=7.2 → α=0.8
∴ 0.8×100=80%がNH₃に変換された。


問4 ②より温度上昇により、N₂O₄の一部は2NO₂に変化し、物質量は増える。
ただ、状態方程式PV=nRTより、空気の体積も温度上昇に伴って増える。
(答)


問5 平衡時のN₂O₄は0.8mol、NO₂は2×0.2=0.4mol。
K=(pNO₂)²/pN₂O₄ = (0.4×10×10⁵/1.2)² ÷(0.8×1.0×10⁵/1.2)

   = 0.4×10⁵/2.4= 0.166・・×10⁵ ≒ 1.7×10⁴(Pa)


問6 これはなかなか難解😥過程も計算も。




【講評】
問1,2はルシャトリエの原理の理解を問う良い問題です。問3~5はよくある計算問題なので経験を積めば問題なくできるでしょう。ただ、問6は答の式からしてむずそうですし、実際むずいです。問5でKpを求めさせている点からKpを使いそうだと推測を立て、さらに圧力が直接求まらない点から状態方程式を使って書き換える操作が必要でした。言われればって感じなんですが、自分で思いつくのが難しいですね💦


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