2021年名大化学第1問

名大の化学は去年まで5問編成だった気がするのですが、今年は4問になってました。
時間のきつさは少しは楽になったのかな?どうなんでしょう?

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(1)
水移動後の状態を図示化して把握する。

(ア) 液面差H(cm)→移動した水はH/2(cm)分。 ← 注意!
よって、H/2 ×4=2H(ml)

(イ) 浸透圧→純水から溶液側に水が流れることで生じる圧力のこと
圧力のつりあいより、p₀+π=pb+pH →π=pb+pH-p₀(Pa)

(ウ) 温度一定で、密封空気の物質量は不変より、PV=一定。
p₀V₀=pb(V₀-2H) → pbp₀V₀/V₀-2H

(エ) p₀(Pa)は水溶液 76×13.6÷1.03=1.0×10³(cm)分なので、
p₀:pH=1.0×10³:H →pH1.0×10⁻³Hp₀


(2) (イ)に数値を代入して
π=10⁵×50/50-2×1 +1.0×10⁻³×1×10⁵-10⁵=10⁵×1/24+10²=42.6×10²
4.3×10³(Pa)

pb=10⁵×50/50-2×1 = 25×10⁵/24 (Pa)より、h(cm)は10⁵/24(Pa)分に相当する。
  よって、76÷24=3.16・・≒ 3.2(cm)



(3)


(4)

題意より、45.0-30.0=15.0(g)の物質Bによって、凝固点は水1kgあたり3.04-2.66=0.38(K)
下がることがわかる。水のモル凝固点降下が1.90(K・kg/mol)より、B15gを水1kgに溶かした
ときの質量モル濃度は0.38/1.90=0.2(mol/kg)である。

 ⇒つまり、B150gを溶かすと2(mol/kg)になり、Bは(b)NaIである。

このもとで、化合物Cが寄与する質量モル濃度xを求めると
45×2/150 + x =3.04/1.90 → x=1.6-0.6=1.0(mol/kg)。
よって、Cの分子量は53の倍数より、答は(d)K₃PO₄と決まる。

    ∴B→(b)、C→(d)

【講評】
浸透圧の理解度と計算力で差が付いたと思われる。水の移動量、浸透圧を使った力のつりあい、
1気圧を溶液の高さで表す部分など。特に、(1)の水の移動量で間違えると悲惨なことになる
(4)は答の見通しを立てて挑まないと答えにくい。

今回の浸透圧は理解を試す良い問題であった。何やってるか不明だった方は、重要問題集で演習慣れ
しつつ化学の新研究で理解を深める学習をするとよいだろう。

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