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大学入試問題なのですが

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  • 質問No.215459
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最近毎日のように質問させていただいております。
回答してくださる方の中には、「なんでこいつ毎日質問してるんだ?」と
思っている方もいるかと思うので、一応説明しておきますね、
私、大学受験生でありまして、テストを受けてきて、そこでわからなかった所、もしくは自信がない解答だった所
をここで質問させていただいてます。(入試問題には解答が付いてこないので(・_・、) )
ここに方にはとても感謝しております。。
いつもありがとうございます。

(1) 1atm、27℃で40.1Lをしめる密閉容器の中にメタノールと空気の気体が入っている。同音で4.0atmまで圧縮したところ気液平衡になった、そのときの気体部分の体積は9.0Lであった。メタノール何gが凝縮するか?(空気は凝縮せず、気体は理想気体とする)

(2) 20℃の水100gに塩化ナトリウムが36gまで溶け、その溶液の密度は1.1g/cm^3 となった。このときの溶解度と溶液のの質量%濃度、溶液のモル濃度を求めよ。

(3)デンプン32.4gを完全に加水分解すると何gのグルコースになるか?

(4)無水酢酸を用いてグルコース1.80gを完全に酢酸エステルに変換した。この反応で得られる酢酸エステルな何gか?

(5)グルコース36.0gのアルコール発酵が完全に進むとしたら、生成するエタノールは何gか?

(6)エタノールをPCCとよばれる酸化剤で酸化すると、アセトアルデヒドのみが精製する。エタノール2.30gを酸化すると、アセトアルデヒドは何g得られるか?

一つでも、
解答の道筋だけでもいいのでよろしくお願いします。
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.7
レベル14

ベストアンサー率 50% (1133/2260)

 sugapi さん今日は。受験生の方だったんですか・・・。メタノ-ルの質問は,大学生の方だと思って回答してしまい(高校生と書かれてあれば,説明の仕方も変えたのですが),わかり難かったのではないでしょうか。失礼しました。

> テストを受けてきて、そこでわからなかった所、もしくは
> 自信がない解答だった所をここで質問させていただいてます。
 そういう事でしたら,もう少し詳しく,何処までわかって何処でわからないのか,どう考えたのか,等をお書きいただいた方が有益な回答が集まると思います。

 既にいくつか回答がありますが,簡単(?)に解説してみます。

【1】
 stuuudent さんの ANo.#2 の回答にありますように,理想気体の状態方程式(PV=nRT)を使います(問題に『気体は理想気体とする』とあるのがヒントです)。

 初めの状態(1atm、27℃で40.1L)では,1・(40.1)=n(0.082)・(273+27) から,存在する気体の総モル数nは n= (1・40.1)/(0.082・300) で求まります。同様に,圧縮後は 4.0 atm,27℃で 9.0 L ですから,存在する気体の総モル数n’は同様にして,n’= (4.0・9.0)/(0.082・300) から求まります。nとn’の差は液体になった分のモル数ですが,問題よりこれはメタノ-ルだけです。後はメタノ-ル(CH3OH)の分子量を使えば何gかは求まりますよね。なお,有効数字に注意して下さい。

【2】
 考え方は stuuudent さんの ANo.#3 の回答で良いのですが,ここで問われているのは「塩化ナトリウム(NaCl)の溶解度,塩化ナトリウム(NaCl)溶液の質量%濃度とモル濃度」ですから,『NaClは水溶液中でNa+イオンとCl-イオンとして存在する。1つのイオンを1つの溶質粒子とみなすと、溶質粒子のモル数は (36/56.4)*2 』は不要で,モル数は (36/56.4) で求まります。

【3】
 デンプンはグルコ-スのポリマ-ですので,分子量は分かりません。しかし逆に考えてみて下さい。グルコ-ス2分子が縮合すると,ダイマ-と水1分子が出来ます。したがって,ダイマ-の分子量は 180・2-18 です。同じ様に順に考えていっていただけば分かるかと思いますが,n量体の分子量は 180・n-(n-1)・18 = 162n+18 になります。ポリマ-のデンプンはグルコ-スが10個以上は付いていますから(10位ならオリゴマ-),18 は無視できてデンプンの分子量を 162n と考える事ができます。1モル(162n g)のデンプンが加水分解されると,グルコ-スnモルができますから,180n g になります。後は分かりますよね。(32.4/162n)・180n = 36.0 [g] です。

【4】
 グルコ-スの構造はお分かりでしょうか。分子量は幾つで,水酸基は幾つありますか?その水酸基(-OH)が全て酢酸エステル(-O-COCH3)になると,分子量は幾つになるでしょうか?これが分かれば,あとは計算するだけですよね。ちなみに,(1.80/180)・(390) = 3.90 [g] になるはずです。

【5】
 グルコ-スのアルコ-ル発酵の反応式は分かりますか?グルコ-ス1分子からエタノ-ル2分子と二酸化炭素2分子が出来ます。つまり,C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2 です。後は分かりますよね。(36.0/180)・(46・2) = 18.4 [g] です。

【6】
 bekki8349 さんが ANo.#1 でお書きの様に反応式を考えてみて下さい(なお,この場合,CH3CH2OH 等の示性式を使う方が良いでしょう)。エタノ-ルとアセトアルデヒドの量的関係がわかりますよね。後はそれに基づいて計算するだけです。もちろん,ANo.#6 の gedo-syosa さんのやり方でも O.K. です(この場合,エタノ-ルとアセトアルデヒドが1:1の点に注意して下さい。これが1:2になったりすると,全く同じ式にはなりませんよ)。そして最後に,有効数字に注意して下さい(質問に 2.30 g とありますから,2.2 g ではダメですよ)。
お礼コメント
noname#4950

回答ありがとうございます
メタノールの件はありがとうございました。
難しかったですが、詳しく理解でき感謝しております。
投稿日時 - 2002-02-12 23:28:54
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その他の回答 (全6件)

  • 回答No.2
レベル4

ベストアンサー率 0% (0/1)

(1)理想気体の状態方程式 PV=nRT を使う。初めの状態をP,V,nとし、変化後の気体部分についてP',V',n'とする。 凝縮したモル数はn-n'である。nについては n = PV/RT で計算できる。 またRは定数、Tは一定なので、初めと変化後の2つの状態方程式をあわせて PV/n = P'V'/n' (=R ...続きを読む
(1)理想気体の状態方程式
PV=nRT
を使う。初めの状態をP,V,nとし、変化後の気体部分についてP',V',n'とする。
凝縮したモル数はn-n'である。nについては
n = PV/RT
で計算できる。
またRは定数、Tは一定なので、初めと変化後の2つの状態方程式をあわせて
PV/n = P'V'/n' (=RT)
といえる。これからn'が計算できる。

  • 回答No.1
レベル6

ベストアンサー率 0% (0/3)

こんばんはー 理系の方ですか? 一般試験ででたのですか? 私の通っている大学でも ついこないだ一般入試があって 私は研究室があったので入試を受けにきている 学生さんをたくさんみました。私は推薦だったけれど とてもなつかしく思いました。 そんな前置きはどうでもええか(笑) 私は理系ですが、いまとなっては問題をみても よくわかりません(ちょっと悲しくなった) ぱっとみたところ化学式のわか ...続きを読む
こんばんはー
理系の方ですか?
一般試験ででたのですか?
私の通っている大学でも
ついこないだ一般入試があって
私は研究室があったので入試を受けにきている
学生さんをたくさんみました。私は推薦だったけれど
とてもなつかしく思いました。
そんな前置きはどうでもええか(笑)
私は理系ですが、いまとなっては問題をみても
よくわかりません(ちょっと悲しくなった)
ぱっとみたところ化学式のわかる6番だけ
お答えします。(間違ってたらごめんなさい)

まず、エタノールの組成式はC2H6Oですよね
そしてアセトアルデヒドはC2H4Oだから
分子量になおすと
エタノールは46
アセトアルデヒドは44となります。
そこで反応式を書いてみると・・・
CH3CH2OH(エタノール)→CH3CHO(アセトアルデヒド)
となります。
1molのエタノールからは1molのアセトアルデヒドができることを示します。
そこで今回は
エタノールが2.30gつまり、molへ変換すると
2.3/46=0.05mol
エタノールは0.05molあるということです。
1molのエタノールから1molのアセトアルデヒドが生成されるのだから
0,05molのエタからは0.05molのアセトアルデヒドができるというわけです。
アセトアルデヒドの分子量は44
molは0.05mol
すなわち44×0.05で2.2gのアセトアルデヒドができるというわけです。

実家なので参考書がないので確かだとは思うのですが
化学式に自信が・・・・あまり・・・・(・・;)
でもこのような反応は有機系であれば何度も習うことになります。しっかりおさえてくださいね。がんばってください。馬鹿な大学生ですんまそん。。。
お礼コメント
noname#4950

理系です。
回答ありがとうございました。
投稿日時 - 2002-02-11 07:35:47
  • 回答No.3
レベル4

ベストアンサー率 0% (0/1)

(2)これは簡単。 溶解度:各温度における、溶媒100gに溶ける溶質の最大質量。--> 36g 質量%濃度:小学校で習う濃度と同じ定義。 [36/(100+36)]*100 (%) モル濃度:溶質のモル数/溶液の体積。 NaClの式量は 22.9+34.5=56.4 NaClは水溶液中でNa+イオンとCl-イオンとして存在する。1つのイオンを1つの 溶質粒子とみなすと、溶質粒子 ...続きを読む
(2)これは簡単。
溶解度:各温度における、溶媒100gに溶ける溶質の最大質量。--> 36g
質量%濃度:小学校で習う濃度と同じ定義。
[36/(100+36)]*100 (%)
モル濃度:溶質のモル数/溶液の体積。
NaClの式量は
22.9+34.5=56.4
NaClは水溶液中でNa+イオンとCl-イオンとして存在する。1つのイオンを1つの
溶質粒子とみなすと、溶質粒子のモル数は
 (36/56.4)*2
溶液の体積は質量を密度で割ってあげれば良い。
(100+36)/1.1 (cm3)
ただし、モル濃度の単位は普通mol/lなのでcm3をlに直しましょう。
[(100+36)/1.1]/1000 (l)
これで計算できます。
お礼コメント
noname#4950

回答ありがとうございます
1.1という密度に惑わされて、難しく考えすぎてました
ありがとうございます。とてもわかりやすかったです。
投稿日時 - 2002-02-11 07:34:39
  • 回答No.4
レベル4

ベストアンサー率 0% (0/1)

ところで、僕は化学科の大学生なのですが、ちょっとあなたに質問してみたいことがあります。今のあなたから見て、化学という学問はこれからどのように発展すると思いますか?ってゆうか、どうなって欲しいと思う?物理は量子力学の建設によって、生物は遺伝子の発見によって、大きなBreak Throughを迎えたけど、化学にそのような大きな変化は訪れると思う?訪れるとしたらどんな感じになるだろう?大雑把に、抽象的で良いので ...続きを読む
ところで、僕は化学科の大学生なのですが、ちょっとあなたに質問してみたいことがあります。今のあなたから見て、化学という学問はこれからどのように発展すると思いますか?ってゆうか、どうなって欲しいと思う?物理は量子力学の建設によって、生物は遺伝子の発見によって、大きなBreak Throughを迎えたけど、化学にそのような大きな変化は訪れると思う?訪れるとしたらどんな感じになるだろう?大雑把に、抽象的で良いので是非答えてください。
補足コメント
noname#4950

そうですね、僕が考えるに化学は、自然と呼ばれるものを、人工に変える学問だと解釈しているのですが、現時点で、不足しているものそしてこれから作り出されるものは、何だろう?と考えると、、すぐには浮かんでこないですね、、、
ただ物理の量子力学、生物の遺伝子、に匹敵する化学発見って合成高分子の発見じゃないですか?僕はそう思っているのですが、、、
今から、試験なんでこの辺で、、、また考えておきますね、、
投稿日時 - 2002-02-11 07:36:50
  • 回答No.5
レベル13

ベストアンサー率 26% (324/1203)

(3)~(6) 化学式だけでも書いてもらわないと、答える気になりません。 どこまでどう考えたのか?どの辺が自信ないのか? それがわからないとアドバイスのしようがないのですが・・・。 有機化学の参考書をもう一度よく見てみてください。
(3)~(6)
化学式だけでも書いてもらわないと、答える気になりません。
どこまでどう考えたのか?どの辺が自信ないのか?
それがわからないとアドバイスのしようがないのですが・・・。

有機化学の参考書をもう一度よく見てみてください。
  • 回答No.6
レベル9

ベストアンサー率 29% (8/27)

こんにちは。僕も大学受験生です。 (6)に関してですが、こういった解法がシンプルでいいと思います。      C2H5OH → CH3CHO 理論値   46[g]   44[g] 反応量  2.30[g]   ?[g]   46:44=2.30:?   ∴?=2.2[g] 化学反応式から読みとれる”理論値”を使えば、 わざわざ物質量に変換する手間が省けていいと思います。 実 ...続きを読む
こんにちは。僕も大学受験生です。
(6)に関してですが、こういった解法がシンプルでいいと思います。

     C2H5OH → CH3CHO
理論値   46[g]   44[g]
反応量  2.30[g]   ?[g]

  46:44=2.30:?
  ∴?=2.2[g]

化学反応式から読みとれる”理論値”を使えば、
わざわざ物質量に変換する手間が省けていいと思います。
実際に計算するときには上のような比の計算ではなく、
「たすき掛け」にするとよいです。

  46×?=44×2.3
   ?=(44×2.3)/46
     =2.2[g]

のようにすればさらに楽だと思います。
理論値・反応量は、こんな問題の時にも威力を発揮します(謎)

【問題】
7[g]のN2から、標準状態で最大何[l]のNH3が生成されるか?
【解答】
       N2 → 2NH3
理論値  28[g]  2×22.4[l]
反応量   7[g]  ?[l]

  ∴?=(2×22.4)×7/28
     =11.2[l]

モルに直す必要がないので楽でいいと思いませんか?
ちなみに、反応熱や電気量を求めるときにも使えます。

次に(5)です。
アルコール発酵の化学反応式を以下に示します。

      C6(H2O)6 → 2C2H5OH + 2CO2
理論値   180[g]     2×46[g]
反応量   36.0[g]     ?[g]

これを計算すれば答えがでるはずです。
(計算は苦手なので略(爆)

僕ももうすぐ受験です。頑張りましょう。
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