2021年北大化学第1問

北大の化学は大問中に別の問題が2問あり、実質6題設定と思っていいわけです💦しかも、思考力を問う問題、時間を食う問題が散見されますので、物理以上に時間的余裕はない印象です。


さて、第1問は、(Ⅰ)が熱化学(格子エネルギー)で、(Ⅱ)が平衡の問題でした。





(Ⅰ)  熱化学反応式では式中に元素の各状態も書くのがめんどくさい🤔
問1 
(あ) Na⁺(気)+e⁻+Cl(気)
(い) Na⁺(気)+Cl⁻(気)


問2 ① d   ② c
※○○の生成熱=〇〇が1mol生じるときの発熱量
※〇〇の昇華熱=〇〇1molが固体→気体に変化するときの吸熱量


問3 問題文の定義から、図1のeにあたる部分が格子エネルギー。
   よって、602+148+1/2×498+2188+701=3888[kJ/mol]


問4
(1) NaF
1価の陽イオンと陰イオンを引きつけるのはクーロン力。よって、電気陰性度が最大のFが最も強くNaを引きつける。

(2) MgO、陽,陰イオンの価数がより大きく、静電エネルギーが大きいため。 


問5 Mg(固)+CuO(固)→MgO(固)+Cu(固)+QkJのQを求める。

   図1(b)より

   Mg(固)+1/2O₂(気)=MgO(固)+602kJ・・①

   Cu(固)+1/2O₂(気)=CuO(固)+156kJ・・②
   ①-② より Q=446kJ/mol


(Ⅱ)
問1      H₂    +   I₂   ⇔   2HI

   はじめ  0.5mol      0.5mol         0

   1分後  0.46mol     0.46mol        0.08mol

問2
(1)  Kc=[HI]²/[H₂][I₂]=c²/ab (指数のつけ方に注意)
(2) 平衡時にはv₁=v₂(見かけ上反応は停止している)が成り立つので、
k₁[H₂][I₂]=k₂[HI]² → Kc= [HI]²/[H₂][I₂]=k₁/k₂


問3 平衡時にHIが0.80molあったことより、反応したH₂,I₂はそれぞれ0.40molなので、

   H₂とI₂は0.10molあったことになる。このとき、Kc=(0.80/0.10)²=64

※さらに、H₂とI₂を0.1molずつ加える

最初にH₂とI₂が0.60molあった状態から平衡に至ったと考える
H₂が2x(mol)生じたとすると、H₂とI₂はx(mol)反応したので、
Kc=64=(2x/0.6-x)²→2x/0.6-x=8→x=0.48。 ∴HIは2×0.48=0.96 mol


問4 わかりませんでした・・・(;’∀’)

   64=k₁/k₂、k₁=40/5.76より、k₂=1/64 × 40/5.76 =0.108。
   v₁-v₂=6.9×(2.4×10⁻²)²-0.108×(0.04/20)²=???


問5 あ,う,え
触媒→平衡の状態は同じだが、活性化エネルギーを下げて反応を促進


問6 温度上昇→ 周りの温度を下げる(吸熱)方向に移動

   体積増加→ 反応式の左辺,右辺とも気体の係数和が同じ





【講評】
(Ⅰ)→ これは易しい。基礎的な理解があれば完答可能です。
(Ⅱ)→ 問3は途中で物質を追加したときの平衡変化です。難関大では頻出!問4はむずい😫


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