{ "api_version": "v1", "publisher": { "name": "Manazoo", "url": "https://manazoo.com/" }, "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）", "terms_url": "https://manazoo.com/terms/", "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。", "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。", "kind": "quiz", "unit": { "slug": "states-of-matter-and-gases", "title": "物質の状態と気体", "url": "https://manazoo.com/high/chemistry/states-of-matter-and-gases/" }, "canonical_url": "https://manazoo.com/high/chemistry/states-of-matter-and-gases/quiz/", "questions": [ { "id": "q-imfb-crystal-bond-stronger", "type": "choice", "prompt": "塩化ナトリウムの融点（801℃）が、水素結合をもつ水の融点（0℃）よりもさらに高いのはなぜか。", "choices": [ "水はもともと液体になりにくい物質だから", "塩化ナトリウムの分子にも水素結合が働いているから", "塩化ナトリウムの分子量が水より大きいから", "イオン結合は、ファンデルワールス力や水素結合よりもさらに強い結合だから" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "塩化ナトリウムはNa⁺とCl⁻が強いイオン結合で結びついたイオン結晶で、分子間力（ファンデルワールス力や水素結合）よりもイオン結合の方がずっと強い。そのため融点は分子性の物質よりはるかに高くなる。", "entities": [ "intermolecular-forces-and-boiling-point" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-imfb-hf-vs-hcl-bp", "type": "choice", "prompt": "フッ化水素HF（分子量20）と塩化水素HCl（分子量36.5）では、分子量はHClの方が大きいのに、沸点はHF（約20℃）の方がHCl（約−85℃）よりはるかに高い。この理由として正しいものはどれか。", "choices": [ "HFの方が分子量が小さく、ファンデルワールス力が強いから", "HFはイオン結合でできているから", "HClは常温で分解してしまい、沸点を測れないから", "HFの分子どうしには、HClには無い水素結合が働くから" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "フッ素は電気陰性度が非常に大きいため、HFの分子間には水素結合が働く。塩素は電気陰性度がフッ素より小さく、HCl分子間には水素結合が働かないため、分子量が大きいにもかかわらず沸点はHFより低い。", "entities": [ "intermolecular-forces-and-boiling-point" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-imfb-noble-gas-bp-order", "type": "order", "prompt": "ネオン・アルゴン・クリプトン・キセノンを、沸点の低いものから高いものの順に並べよ。", "choices": [ "キセノン", "ネオン", "クリプトン", "アルゴン" ], "answer": [ 1, 3, 2, 0 ], "accept": [], "explanation": "単原子分子の貴ガスはファンデルワールス力だけで引き合う。分子量（電子の数）が大きいほどファンデルワールス力が強く沸点が高いので、ネオン＜アルゴン＜クリプトン＜キセノンの順になる。", "entities": [ "intermolecular-forces-and-boiling-point" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-imfb-why-water-anomaly", "type": "choice", "prompt": "水H₂O（分子量18）の沸点100℃が、分子量の近いメタンCH₄（分子量16、沸点−162℃）より圧倒的に高いのはなぜか。", "choices": [ "水分子どうしには水素結合が働くが、メタンの分子間にはファンデルワールス力しか働かないから", "水は常温で電離しているから", "水の方が分子量が大きく、ファンデルワールス力が強いから", "メタンは気体にならないから" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "水分子のHはOに直接結びついており、別の水分子のOの非共有電子対と水素結合を作る。メタンのHはC（電気陰性度が小さい）に結びついているため水素結合は働かず、分子間力は弱いファンデルワールス力だけになる。", "entities": [ "intermolecular-forces-and-boiling-point" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-lhfv-condensation-heat-release", "type": "input", "prompt": "100℃の水蒸気2.0molが、同じ100℃の水に凝縮するとき放出する熱量は何kJか。水の蒸発熱を41kJ/molとする。", "choices": null, "answer": "82", "accept": [ "82kJ", "8.2×10^1", "8.2×10¹" ], "explanation": "凝縮は蒸発の逆の変化なので、同じ大きさの熱量を放出する。2.0mol×41kJ/mol＝82kJ。", "entities": [ "latent-heat-of-fusion-and-vaporization" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-lhfv-enthalpy-naming", "type": "choice", "prompt": "「融解エンタルピー」と「融解熱」の関係として正しいものはどれか。", "choices": [ "融解エンタルピーは圧力に関係なく決まる量である", "融解エンタルピーは気体から液体になるときの熱量である", "呼び方が違うだけで、指している量は同じである", "融解エンタルピーは融解熱よりつねに大きい、別の量である" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "融解エンタルピーは融解熱と同じ量を指す今の呼び方で、決まった圧力のもとで固体1molを液体にするのに吸収する熱量である。どちらの用語でも値は変わらない。", "entities": [ "latent-heat-of-fusion-and-vaporization" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-lhfv-ice-to-steam-heat", "type": "input", "prompt": "2.0molの0℃の氷を、すべて100℃の水蒸気にするには何kJの熱量が必要か。水の融解熱を6.0kJ/mol、蒸発熱を41kJ/mol、水（液体）のモル比熱を75J/(mol・K)とする。", "choices": null, "answer": "109", "accept": [ "109kJ", "約109kJ", "109キロジュール" ], "explanation": "融解に6.0×2.0＝12.0kJ、0℃→100℃の加熱に75×2.0×100/1000＝15.0kJ、蒸発に41×2.0＝82kJ。合計12.0+15.0+82＝109kJ。", "entities": [ "latent-heat-of-fusion-and-vaporization" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-lhfv-why-temp-constant", "type": "choice", "prompt": "水を100℃で沸騰させ続けているあいだ、温度が100℃のまま上がらないのはなぜか。", "choices": [ "気体になった水分子は熱運動をやめてしまうから", "加えた熱が、分子間の引力を振り切って気体にする分に使われ、分子の熱運動を速くする分には使われないから", "100℃になると水はこれ以上熱を吸収できなくなるから", "気圧が自動的に下がり、沸点も同時に下がっていくから" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "沸騰中に加えた熱は、液体の中で分子を引き合わせている分子間力を振り切って気体にする仕事に使われる。分子の熱運動の激しさ（＝温度）を上げる分には使われないため、すべて気体になるまで温度は一定に保たれる。", "entities": [ "latent-heat-of-fusion-and-vaporization" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mgpp-mole-fraction-definition", "type": "choice", "prompt": "混合気体における、ある成分気体のモル分率の求め方として正しいものはどれか。", "choices": [ "その成分気体の質量を、混合気体全体の質量で割る", "その成分気体の物質量を、混合気体全体の物質量で割る", "その成分気体の分子量を、他の成分の分子量で割る", "その成分気体の体積を、容器全体の体積で割る必要はなく、圧力だけで決まる" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "モル分率は、混合気体全体の物質量に対する、その成分の物質量の比である。質量や分子量の比ではない。", "entities": [ "mixed-gases-and-partial-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mgpp-oxygen-partial-pressure", "type": "input", "prompt": "容器に窒素0.30mol、酸素0.15mol、アルゴン0.05molを入れ、全圧を4.0×10⁵Paにした。酸素の分圧は何Paか。", "choices": null, "answer": "1.2×10⁵", "accept": [ "1.2×10^5", "1.2×10^5Pa", "1.2×10⁵Pa", "120000", "120000Pa" ], "explanation": "酸素のモル分率は0.15／(0.30+0.15+0.05)＝0.30。分圧＝全圧×モル分率＝4.0×10⁵×0.30＝1.2×10⁵Pa。", "entities": [ "mixed-gases-and-partial-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mgpp-saturation-limit", "type": "choice", "prompt": "水上置換で気体を集め続け、集気びん内の圧力を上げていくと、ある圧力を超えたあとは気体がそれ以上増えず、液体の水だけが増えていくようになった。この現象が起こる理由として正しいものはどれか。", "choices": [ "集気びんの中の温度が自然に下がっていくから", "気体の分圧の法則が高い圧力では成り立たなくなるから", "集めている気体の分子量が大きくなりすぎたから", "水蒸気の分圧がその温度での飽和蒸気圧に達し、それ以上の水蒸気は凝縮して水になるから" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "水蒸気の分圧は、その温度での飽和蒸気圧を超えることができない。達した後はそれ以上の水蒸気が凝縮して水に戻るため、全圧が上がっても水蒸気の分圧は一定のまま、増えた圧力分は液体の水に変わる。", "entities": [ "mixed-gases-and-partial-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mgpp-water-displacement-calc", "type": "input", "prompt": "17℃・大気圧1.0×10⁵Paのもとで水上置換により気体を集めたところ、集気びん内の全圧は大気圧と等しい1.0×10⁵Paになった。17℃での水の飽和蒸気圧を2.0×10³Paとすると、集めた気体（水蒸気を除く）の分圧は何Paか。", "choices": null, "answer": "9.8×10⁴", "accept": [ "9.8×10^4", "9.8×10^4Pa", "9.8×10⁴Pa", "98000", "98000Pa" ], "explanation": "全圧＝集めた気体の分圧＋水蒸気の分圧なので、集めた気体の分圧＝1.0×10⁵−2.0×10³＝9.8×10⁴Pa（全圧と同じ有効数字2桁で示す）。", "entities": [ "mixed-gases-and-partial-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mmge-condition-for-ideal", "type": "choice", "prompt": "状態方程式による分子量の測定を正しく行うための条件として最も適切なものはどれか。", "choices": [ "フラスコの体積はできるだけ測らず、気体の量だけに注目する", "液体をその沸点より十分高い温度まで加熱し、液体が残っていないことを確かめる", "圧力をできるだけ高くして、気体を圧縮してから測る", "できるだけ沸点に近い低い温度で、ゆっくり気体にする" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "液体が少しでも残っていると、フラスコ内の気体の物質量が合わなくなる。沸点より十分高い温度まで加熱して完全に気体にし、かつ圧力も低めに保つことで理想気体に近いふるまいに近づける。", "entities": [ "molar-mass-measurement-by-gas-equation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mmge-flask-method-calc", "type": "input", "prompt": "体積300mLの丸底フラスコに揮発性の液体を少量入れ、100℃（373K）の湯で加熱してフラスコ内を気体で満たした。大気圧1.0×10⁵Paのもと、フラスコ内の気体の質量は0.62gだった。この物質の分子量はいくらか（気体定数R＝8.3J/(mol・K)とする）。", "choices": null, "answer": "64", "accept": [ "64g/mol", "約64" ], "explanation": "M＝mRT／(pV)＝(0.62×8.3×373)／(1.0×10⁵×3.0×10⁻⁴)＝1919.5／30≒64g/mol。", "entities": [ "molar-mass-measurement-by-gas-equation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-mmge-why-ideal-assumption", "type": "choice", "prompt": "この実験で、実在気体ではなく理想気体の状態方程式pV＝nRTを使って分子量を計算してよい理由として最も適切なものはどれか。", "choices": [ "分子量が大きい物質ほど理想気体に近づくから", "すべての気体は、温度や圧力に関係なくつねに理想気体として扱えるから", "液体から気体になった直後は必ず理想気体になるから", "測定の温度が沸点より十分高く、圧力も低いため、理想気体に近いふるまいをするから" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "すべての気体がつねに理想気体なわけではない。高温・低圧という条件がそろうと、分子自身の体積や分子間力の影響が小さくなり、実在気体でも理想気体の状態方程式に近いふるまいをするようになる。", "entities": [ "molar-mass-measurement-by-gas-equation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rgid-compressibility-factor-calc", "type": "input", "prompt": "ある条件で気体1.0molを測定したところ、実際の圧力は4.6×10⁶Pa、同じ体積・温度を理想気体として計算した圧力は4.0×10⁶Paだった。このときの圧縮因子Zはいくらか。", "choices": null, "answer": "1.15", "accept": [ "1.15倍" ], "explanation": "圧縮因子Z＝実際の圧力÷理想気体として計算した圧力＝4.6×10⁶÷4.0×10⁶＝1.15。この条件では分子自身の体積の効果で圧力が高くなる方向にずれ、Zが1より大きくなる。", "entities": [ "real-gas-and-ideal-gas-deviation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rgid-condition-for-ideal", "type": "choice", "prompt": "実在気体が理想気体に近いふるまいをするのはどのような条件のときか。", "choices": [ "低温・高圧のとき", "高温・高圧のとき", "高温・低圧のとき", "低温・低圧のとき" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "高温では分子の熱運動が激しく分子間力の影響を振り切りやすく、低圧では分子どうしの距離が広がり分子間力も分子自身の体積の影響も小さくなる。そのため高温・低圧の条件で理想気体に近づく。", "entities": [ "real-gas-and-ideal-gas-deviation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rgid-deviation-causes", "type": "choice", "prompt": "実在気体が理想気体の状態方程式からずれる原因として正しい組み合わせはどれか。", "choices": [ "気体定数Rの値が物質によって変わること", "分子の質量が0ではないことと分子が色をもつこと", "分子自身が体積をもつことと分子間力がはたらくこと", "気体の温度が絶対零度より高いこと、それだけ" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "理想気体は分子自身の体積を0、分子間力を0と仮定した仮の気体。実在気体はどちらも0ではないため、状態方程式からずれる。", "entities": [ "real-gas-and-ideal-gas-deviation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rgid-energy-distribution", "type": "choice", "prompt": "気体分子の運動エネルギーについて正しい記述はどれか。", "choices": [ "同じ温度でも分子ごとに運動エネルギーは異なり広がり（分布）をもつが、その平均は絶対温度に比例する", "同じ温度の気体では、すべての分子がまったく同じ運動エネルギーをもつ", "気体分子の運動エネルギーは温度に関係なく一定である", "分子量が大きい分子ほど、同じ温度での運動エネルギーの平均は大きくなる" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "気体分子の運動エネルギーには分子ごとに広がり（分布）があり、速いものも遅いものもある。この分布の平均となる運動エネルギーは、分子の種類に関係なく絶対温度だけに比例する。", "entities": [ "real-gas-and-ideal-gas-deviation" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-vlevp-equilibrium-meaning", "type": "choice", "prompt": "密閉容器の中で液体と気体が気液平衡に達しているとき、容器の中で実際に起きていることとして正しいものはどれか。", "choices": [ "蒸発と凝縮が同じ速さで起き続けていて、見かけ上の量が変化しない", "すべての液体がすでに気体に変わり終えている", "蒸発も凝縮も完全に止まっていて、分子は動いていない", "気体の分子どうしが結合して液体に戻れなくなっている" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "気液平衡は蒸発と凝縮が止まった状態ではなく、同じ速さで起き続けていて、見かけ上の液体・気体の量が変化しなくなった**動的な**つり合いである。", "entities": [ "vapor-liquid-equilibrium-and-vapor-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-vlevp-highland-boiling-point", "type": "choice", "prompt": "外からの圧力（大気圧）が4.7×10⁴Paしかない高地では、水はおよそ何℃で沸騰すると考えられるか。水の蒸気圧曲線（80℃で約4.7×10⁴Pa、90℃で約7.0×10⁴Pa）から読み取れ。", "choices": [ "70℃", "80℃", "90℃", "100℃" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "沸騰は蒸気圧が外圧に等しくなったときに起こる。水の蒸気圧が4.7×10⁴Paになるのは80℃なので、外圧が4.7×10⁴Paの高地ではおよそ80℃で沸騰する。", "entities": [ "vapor-liquid-equilibrium-and-vapor-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-vlevp-triple-point", "type": "choice", "prompt": "圧力と温度を軸にした状態図で、固体・液体・気体の境界線が1点で交わる点を何と呼ぶか。", "choices": [ "三重点", "臨界点", "融点", "沸点" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "状態図で固体・液体・気体の3つの境界線が1点に集まる点を三重点という。蒸気圧曲線は、状態図の中の気体と液体の境界線にあたる。", "entities": [ "vapor-liquid-equilibrium-and-vapor-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-vlevp-volume-change-response", "type": "choice", "prompt": "100℃・1.0×10⁵Paで気液平衡にある水を、温度を変えずに容器の体積だけ2倍に広げた。平衡に戻ったあとの蒸気圧として正しいものはどれか（液体の水は十分に残っているとする）。", "choices": [ "体積が2倍になったので、蒸気圧も2倍になる", "液体がすべて蒸発するまで圧力は上がり続ける", "広げた直後は圧力が下がるが、水が再び蒸発して1.0×10⁵Paに戻る", "体積が2倍になったので、蒸気圧は半分になる" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "蒸気圧は温度だけで決まり、容器の体積にはよらない。体積を広げた直後は圧力が下がるが、液体が残っていれば追加で蒸発が進み、同じ温度での蒸気圧（1.0×10⁵Pa）に戻って新しい気液平衡になる。", "entities": [ "vapor-liquid-equilibrium-and-vapor-pressure" ], "verified": true, "placeholder": false } ] }