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物質の状態と気体
決まった圧力のもとで、固体1molを同じ温度の液体にするのに必要な熱量
融解熱(融解エンタルピー)
決まった圧力のもとで、液体1molを同じ温度の気体にするのに必要な熱量
蒸発熱(蒸発エンタルピー)
一定の割合で熱を加えたときの温度変化のグラフ。融解・沸騰の間は平らになる
加熱曲線
気体にするには粒子間の引力をほぼ完全に断ち切る必要があり、液体にするときより多くの熱がいる
蒸発熱>融解熱
電子の分布のかたよりから生まれる、すべての分子のあいだに働く弱い引力。分子が大きいほど強い
ファンデルワールス力
F・O・Nに直接結びついたHと、別の分子のF・O・Nの非共有電子対とのあいだに働く、ファンデルワールス力より強い引力
水素結合
密閉容器内で、液体から気体になる分子の数と、気体から液体に戻る分子の数が等しくなった状態
気液平衡
液体内部からも気化が起こり始める現象。蒸気圧が外からの圧力(大気圧など)に等しくなったときに起こる
沸騰
質量m・圧力p・体積V・絶対温度Tを測れば、状態方程式から分子量Mが求まる
M=mRT/(pV)
少量の液体を体積の分かった容器に入れ、沸点より高い温度で完全に気体にしてから質量・圧力・温度を測る
測定の手順
混合気体全体の物質量に対する、ある成分の物質量の比。分圧=全圧×( )
モル分率
集めた気体の全圧から、その温度での水の飽和水蒸気圧を引くと、目的の気体だけの分圧が求まる
水上置換の補正
Z=pV/(nRT)。理想気体ならZ=1。実在気体はZが1からずれ、高圧で1より大きくも小さくもなる
圧縮因子Z
分子間の距離が広がり、分子自身の体積や分子間力の影響が相対的に小さくなるため
高温・低圧で理想気体に近づく
固体の構造
原子・分子・イオンなどの粒子が三次元的に規則正しく配列した固体
結晶
1個の原子に最も近い距離にあるほかの原子の数
配位数
単位格子の体積のうち、原子が実際に占める体積の割合
充填率
原子をすき間なく最も密に詰め込んだ配列。六方( )と面心立方格子はどちらも( )
最密構造
炭素原子が共有結合で三次元的に連なった共有結合の結晶。配位数4。非常に硬く融点が高い
ダイヤモンド
炭素原子が共有結合で層状につながった結晶。層の中は電気を通すが、層どうしは弱いファンデルワールス力
黒鉛
溶液とその性質
水分子がイオンや極性分子を取り囲み、静電気的な引力で結晶や分子から引き離すこと
水和
液体が凝固点より低い温度まで、凝固せずに液体のまま冷え続ける現象。結晶が生じ始めると温度が上がる
過冷却
溶媒の小さい分子だけを通し、溶質の大きい粒子は通さない膜
半透膜
半透膜を挟んで溶液と溶媒(または濃度の違う溶液)を接すると、溶媒分子が溶液側へ移動する現象
浸透
周囲の溶媒分子が不規則にコロイド粒子に衝突することで起こる、粒子の不規則な動き
ブラウン運動
コロイド粒子は表面に電荷を帯びているため、溶液に電極を入れて電圧をかけると、粒子が一方の電極へ向かって移動する現象
電気泳動
化学反応と熱・光
反応式に発熱量を+Qの形で書き添える昔の表し方。ΔHの式とは熱の正負の向きが逆になる
熱化学方程式
単体(最も安定な状態)から化合物1molができるときの熱量
生成熱
物質1molが多量の水に溶けるときの熱量。発熱も吸熱もある
溶解熱
化学エネルギーの高さを縦軸にとり、物質を横線、反応をΔHの矢印で表した図
エンタルピー図
エネルギーを外から与える必要がある過程(吸熱にあたる)
反応物の結合を切る
エネルギーが放出される過程(発熱にあたる)
生成物の結合ができる
光のエネルギーを吸収し、二酸化炭素と水から化学エネルギーの高い物質(デンプンなど)をつくる光化学反応
光合成
粒子の散らばり方・乱雑さの度合いを表す量。大きいほど散らばった状態
エントロピー
電池と電気分解
電池の両極の間に生じる電位差。単位はV(ボルト)
起電力
酸化が起こり、電子を外部回路へ放す電極
負極
還元が起こり、外部回路から電子を受け取る電極
正極
Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2e⁻
負極の反応(放電)
PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O
正極の反応(放電)
Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O
全体の反応(放電)
外部電源で放電と逆の反応を起こし、PbSO₄をPbとPbO₂に戻す電気分解
充電
負極 H₂→2H⁺+2e⁻、正極 O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂O(酸性電解質)
リン酸形燃料電池
Q=It〔C〕(電流I〔A〕×時間t〔s〕)
電気量
F=9.65×10⁴C/mol(電子1molがもつ電気量の大きさ)
ファラデー定数
n(e⁻)=Q/F〔mol〕
電子の物質量
粗銅を陽極、純銅を陰極にして電気分解し、純度の高い銅を得る方法
銅の電解精錬
反応速度
ある区間の最初と最後の濃度の変化量を、その区間の時間でわった値
平均の反応速度
反応の前後で自身は変化せず、活性化エネルギーを下げて反応速度を大きくする物質。反応式には書かない
触媒
化学平衡とその移動
分子のレベルでは反応が進み続けているが、生成と消費がつり合って全体の量が変化しない状態
動的平衡
N₂+3H₂⇄2NH₃の反応を触媒を使って工業的に行い、アンモニアを合成する製法
ハーバー・ボッシュ法
電離平衡
[H⁺][OH⁻]の値。25℃で1.0×10⁻¹⁴(mol/L)²、温度が同じならどの水溶液でも一定
水のイオン積Kw
弱酸や弱塩基からできたイオンが水と反応し、水溶液の性質を酸性・塩基性に変える働き
塩の加水分解
弱酸とその塩(または弱塩基とその塩)を混ぜた、少量の酸・塩基を加えてもpHが変わりにくい水溶液
緩衝液
加えたH⁺をCH₃COO⁻が、加えたOH⁻をCH₃COOHが打ち消し、pHの変化を抑えるはたらき
緩衝作用
[H⁺]=Ka×[CH₃COOH]/[CH₃COO⁻]。酸と塩のモル濃度の比とKaだけで決まる
緩衝液のpH
化学の一問一答
物質の状態と気体
決まった圧力のもとで、固体1molを同じ温度の液体にするのに必要な熱量
答え:____________
決まった圧力のもとで、液体1molを同じ温度の気体にするのに必要な熱量
答え:____________
一定の割合で熱を加えたときの温度変化のグラフ。融解・沸騰の間は平らになる
答え:____________
気体にするには粒子間の引力をほぼ完全に断ち切る必要があり、液体にするときより多くの熱がいる
答え:____________
電子の分布のかたよりから生まれる、すべての分子のあいだに働く弱い引力。分子が大きいほど強い
答え:____________
F・O・Nに直接結びついたHと、別の分子のF・O・Nの非共有電子対とのあいだに働く、ファンデルワールス力より強い引力
答え:____________
密閉容器内で、液体から気体になる分子の数と、気体から液体に戻る分子の数が等しくなった状態
答え:____________
液体内部からも気化が起こり始める現象。蒸気圧が外からの圧力(大気圧など)に等しくなったときに起こる
答え:____________
質量m・圧力p・体積V・絶対温度Tを測れば、状態方程式から分子量Mが求まる
答え:____________
少量の液体を体積の分かった容器に入れ、沸点より高い温度で完全に気体にしてから質量・圧力・温度を測る
答え:____________
混合気体全体の物質量に対する、ある成分の物質量の比。分圧=全圧×( )
答え:____________
集めた気体の全圧から、その温度での水の飽和水蒸気圧を引くと、目的の気体だけの分圧が求まる
答え:____________
Z=pV/(nRT)。理想気体ならZ=1。実在気体はZが1からずれ、高圧で1より大きくも小さくもなる
答え:____________
分子間の距離が広がり、分子自身の体積や分子間力の影響が相対的に小さくなるため
答え:____________
固体の構造
原子・分子・イオンなどの粒子が三次元的に規則正しく配列した固体
答え:____________
1個の原子に最も近い距離にあるほかの原子の数
答え:____________
単位格子の体積のうち、原子が実際に占める体積の割合
答え:____________
原子をすき間なく最も密に詰め込んだ配列。六方( )と面心立方格子はどちらも( )
答え:____________
炭素原子が共有結合で三次元的に連なった共有結合の結晶。配位数4。非常に硬く融点が高い
答え:____________
炭素原子が共有結合で層状につながった結晶。層の中は電気を通すが、層どうしは弱いファンデルワールス力
答え:____________
溶液とその性質
水分子がイオンや極性分子を取り囲み、静電気的な引力で結晶や分子から引き離すこと
答え:____________
液体が凝固点より低い温度まで、凝固せずに液体のまま冷え続ける現象。結晶が生じ始めると温度が上がる
答え:____________
溶媒の小さい分子だけを通し、溶質の大きい粒子は通さない膜
答え:____________
半透膜を挟んで溶液と溶媒(または濃度の違う溶液)を接すると、溶媒分子が溶液側へ移動する現象
答え:____________
周囲の溶媒分子が不規則にコロイド粒子に衝突することで起こる、粒子の不規則な動き
答え:____________
コロイド粒子は表面に電荷を帯びているため、溶液に電極を入れて電圧をかけると、粒子が一方の電極へ向かって移動する現象
答え:____________
化学反応と熱・光
反応式に発熱量を+Qの形で書き添える昔の表し方。ΔHの式とは熱の正負の向きが逆になる
答え:____________
単体(最も安定な状態)から化合物1molができるときの熱量
答え:____________
物質1molが多量の水に溶けるときの熱量。発熱も吸熱もある
答え:____________
化学エネルギーの高さを縦軸にとり、物質を横線、反応をΔHの矢印で表した図
答え:____________
エネルギーを外から与える必要がある過程(吸熱にあたる)
答え:____________
エネルギーが放出される過程(発熱にあたる)
答え:____________
光のエネルギーを吸収し、二酸化炭素と水から化学エネルギーの高い物質(デンプンなど)をつくる光化学反応
答え:____________
粒子の散らばり方・乱雑さの度合いを表す量。大きいほど散らばった状態
答え:____________
電池と電気分解
電池の両極の間に生じる電位差。単位はV(ボルト)
答え:____________
酸化が起こり、電子を外部回路へ放す電極
答え:____________
還元が起こり、外部回路から電子を受け取る電極
答え:____________
Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2e⁻
答え:____________
PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O
答え:____________
Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O
答え:____________
外部電源で放電と逆の反応を起こし、PbSO₄をPbとPbO₂に戻す電気分解
答え:____________
負極 H₂→2H⁺+2e⁻、正極 O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂O(酸性電解質)
答え:____________
Q=It〔C〕(電流I〔A〕×時間t〔s〕)
答え:____________
F=9.65×10⁴C/mol(電子1molがもつ電気量の大きさ)
答え:____________
n(e⁻)=Q/F〔mol〕
答え:____________
粗銅を陽極、純銅を陰極にして電気分解し、純度の高い銅を得る方法
答え:____________
反応速度
ある区間の最初と最後の濃度の変化量を、その区間の時間でわった値
答え:____________
反応の前後で自身は変化せず、活性化エネルギーを下げて反応速度を大きくする物質。反応式には書かない
答え:____________
化学平衡とその移動
分子のレベルでは反応が進み続けているが、生成と消費がつり合って全体の量が変化しない状態
答え:____________
N₂+3H₂⇄2NH₃の反応を触媒を使って工業的に行い、アンモニアを合成する製法
答え:____________
電離平衡
[H⁺][OH⁻]の値。25℃で1.0×10⁻¹⁴(mol/L)²、温度が同じならどの水溶液でも一定
答え:____________
弱酸や弱塩基からできたイオンが水と反応し、水溶液の性質を酸性・塩基性に変える働き
答え:____________
弱酸とその塩(または弱塩基とその塩)を混ぜた、少量の酸・塩基を加えてもpHが変わりにくい水溶液
答え:____________
加えたH⁺をCH₃COO⁻が、加えたOH⁻をCH₃COOHが打ち消し、pHの変化を抑えるはたらき
答え:____________
[H⁺]=Ka×[CH₃COOH]/[CH₃COO⁻]。酸と塩のモル濃度の比とKaだけで決まる
答え:____________
一問一答(解答)
物質の状態と気体
- 融解熱(融解エンタルピー)
- 蒸発熱(蒸発エンタルピー)
- 加熱曲線
- 蒸発熱>融解熱
- ファンデルワールス力
- 水素結合
- 気液平衡
- 沸騰
- M=mRT/(pV)
- 測定の手順
- モル分率
- 水上置換の補正
- 圧縮因子Z
- 高温・低圧で理想気体に近づく
固体の構造
- 結晶
- 配位数
- 充填率
- 最密構造
- ダイヤモンド
- 黒鉛
溶液とその性質
- 水和
- 過冷却
- 半透膜
- 浸透
- ブラウン運動
- 電気泳動
化学反応と熱・光
- 熱化学方程式
- 生成熱
- 溶解熱
- エンタルピー図
- 反応物の結合を切る
- 生成物の結合ができる
- 光合成
- エントロピー
電池と電気分解
- 起電力
- 負極
- 正極
- 負極の反応(放電)
- 正極の反応(放電)
- 全体の反応(放電)
- 充電
- リン酸形燃料電池
- 電気量
- ファラデー定数
- 電子の物質量
- 銅の電解精錬
反応速度
- 平均の反応速度
- 触媒
化学平衡とその移動
- 動的平衡
- ハーバー・ボッシュ法
電離平衡
- 水のイオン積Kw
- 塩の加水分解
- 緩衝液
- 緩衝作用
- 緩衝液のpH