物質の状態と気体の確認問題

Question 1

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。

Accepted Answer

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

水はもともと液体になりにくい物質だから

Answer

塩化ナトリウムの分子にも水素結合が働いているから

Answer

塩化ナトリウムの分子量が水より大きいから

Question 2

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。

Accepted Answer

HFの分子どうしには、HClには無い水素結合が働くから

Answer

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

Answer

HFはイオン結合でできているから

Answer

HClは常温で分解してしまい、沸点を測れないから

Question 3

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。

Accepted Answer

ネオン → アルゴン → クリプトン → キセノン

Question 4

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。

Accepted Answer

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

Answer

水は常温で電離しているから

Answer

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

Answer

メタンは気体にならないから

Question 5

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。

Accepted Answer

82

Question 6

「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。

Accepted Answer

呼び方が違うだけで、指している量は同じである

Answer

融解エンタルピーは圧力に関係なく決まる量である

Answer

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

Answer

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

Question 7

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。

Accepted Answer

109

Question 8

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。

Accepted Answer

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

Answer

気体になった水分子は熱運動をやめてしまうから

Answer

100℃になると水はこれ以上熱を吸収できなくなるから

Answer

気圧が自動的に下がり、沸点も同時に下がっていくから

Question 9

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。

Accepted Answer

その成分気体の物質量を、混合気体全体の物質量で割る

Answer

その成分気体の質量を、混合気体全体の質量で割る

Answer

その成分気体の分子量を、他の成分の分子量で割る

Answer

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

Question 10

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。

Accepted Answer

1.2×10⁵

Question 11

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。

Accepted Answer

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

集気びんの中の温度が自然に下がっていくから

Answer

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

Answer

集めている気体の分子量が大きくなりすぎたから

Question 12

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。

Accepted Answer

9.8×10⁴

Question 13

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。

Accepted Answer

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

Answer

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

Answer

圧力をできるだけ高くして、気体を圧縮してから測る

Answer

できるだけ沸点に近い低い温度で、ゆっくり気体にする

Question 14

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）。

Accepted Answer

64

Question 15

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。

Accepted Answer

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

分子量が大きい物質ほど理想気体に近づくから

Answer

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

Answer

液体から気体になった直後は必ず理想気体になるから

Question 16

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。

Accepted Answer

1.15

Question 17

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。

Accepted Answer

高温・低圧のとき

Answer

低温・高圧のとき

Answer

高温・高圧のとき

Answer

低温・低圧のとき

Question 18

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。

Accepted Answer

分子自身が体積をもつことと分子間力がはたらくこと

Answer

気体定数Rの値が物質によって変わること

Answer

分子の質量が0ではないことと分子が色をもつこと

Answer

気体の温度が絶対零度より高いこと、それだけ

Question 19

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。

Accepted Answer

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

Answer

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

Answer

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

Answer

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

Question 20

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。

Accepted Answer

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

Answer

すべての液体がすでに気体に変わり終えている

Answer

蒸発も凝縮も完全に止まっていて、分子は動いていない

Answer

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

Question 21

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。

Accepted Answer

80℃

Answer

70℃

Answer

90℃

Answer

100℃

Question 22

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。

Accepted Answer

三重点

Answer

臨界点

Answer

融点

Answer

沸点

Question 23

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）。

Accepted Answer

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

Answer

体積が2倍になったので、蒸気圧も2倍になる

Answer

液体がすべて蒸発するまで圧力は上がり続ける

Answer

体積が2倍になったので、蒸気圧は半分になる

物質の状態と気体の確認問題

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