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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A 回答 (7件)

 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)。
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この回答へのお礼

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。

お礼日時:2002/02/12 23:28

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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(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。
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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。

この回答への補足

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、、

補足日時:2002/02/11 07:36
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(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。
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この回答へのお礼

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。

お礼日時:2002/02/11 07:34

(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。
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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。。。
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この回答へのお礼

理系です。
回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/02/11 07:35

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