計算問題千本ノック

続き!計算問題千本ノック(その004)

 そろそろ,新学年の準備も佳境に入って参りましたがcoldsweats01計算問題千本ノックの第4回目です。今回は気体の計算問題です。ひとまずヤマ場を迎えますので,今回も頑張って参りましょうsign03


2-2 気体に関する計算

例題2-2-1 標準状態における気体V0(L)の物質量を求めよ。

解答: 求める物質量(mol)
V0(L)/22.4(L/mol)
V0/22.4mol ……答


例題2-2-2 t (℃),P (Pa)においてV (L)を占める気体の物質量を求めよ。ただし,気体定数R の値は与えない。

解答: 求める物質量(mol)
V (L)/22.4(L/mol)(体積補正)
  ×P (Pa)/{1.01×105(Pa)}(圧力補正)
  ×273(K)/{t +273(K)}(温度補正)
273PV /{1.01×105×(t +273)}(mol) ……答


注: この結果の式を,公式のように覚えても得るところはほとんどありません。
大切なことは,これを導く直前の式の意味を正しく理解することです。



068 アンモニアの空気に対する比重は0.59である。空気の平均分子量を29として,アンモニアの分子量を求めよ。

答 17g/mol


069 二酸化炭素1molと窒素2molからなる混合気体の平均分子量を求めよ。
(C=12,N=14,O=16)


答 33.3g/mol


070 空気の組成は体積比で窒素78%,酸素21%,アルゴン1%であるものとして,空気の平均分子量を求めよ。(N=14,O=16,Ar=40)

答 29g/mol


071 一酸化炭素と水素の混合気体があり,物質量の合計は0.0200mol,質量の合計は0.144gである。このとき,一酸化炭素と水素のモル比はいくらか。
(H=1.00,C=12.0,O=16.0)


答 1:4


072 標準状態における酸素0.25molは何lか。

答 5.6L


073 0℃において0.100molの酸素を10.0Lの容器に詰めた。このとき,容器内の圧力は何Paか。
(標準状態の圧力=1.01×105Pa,以下同様)


答 4.51×104Pa


074 容積100Lの密閉容器中に,0℃で8molの酸素と12molの窒素が入っている。このとき,容器内の圧力は何Paか。

答 4.54×105Pa


075 0.200molの気体が27.0℃,1.01×105Paで占める体積は何Lか。

答 4.92L


076 10Lの容器に水素2.0molを入れる。温度が17℃であるとき,容器内の圧力は何Paか。

答 4.8×105Pa


077 3.2gの二酸化硫黄が標準状態で占める体積は何Lか。
(O=16,S=32)


答 1.12L


078 一酸化炭素1.4g,水素1.0gを混合するとき,標準状態における体積はいくらか。
(H=1.0,C=12,O=16)


答 12L


079 ある酸素と水素の混合気体0.25gが標準状態において占める体積は1.0Lである。この混合気体における平均分子量と,酸素の体積百分率を求めよ。
(H=1.0,O=16)


答 5.6g/mol,12%


080 窒素1.0g,酸素2.0g,水素1.0gの混合気体の,標準状態における密度(g/L)を求めよ。
(H=1.0,N=14,O=16)


答 3.0×10-1g/L


081 2.0gの酸素を3.5Lの容器に入れるとき,0℃では何Paを示すか。

答 4.8×105Pa


082 体積500mLの容器に,水素0.14gと一酸化炭素0.84gを詰めた。この混合気体中における水素の分圧は,0℃で何Paか。

答 3.2×105Pa


083 標準状態において,一酸化炭素と二酸化炭素の混合気体がある。これに固体の水酸化ナトリウムを加えて放置すると,容器内部の圧力が6.07×104Paになった。固体の体積を無視できるものとして,元々の混合気体における二酸化炭素の質量を求めよ。
(C=12.0,O=16.0)


答 3.94g



 如何でしたかsign02春とは名のみで,まだまだ寒さの厳しい日々が続いています。
 そんな中,国公立大schoolの2次試験(前期)の発表がありました。

 幸い,合格の吉報shineがぞくぞく届いていますhappy01
 みんな,おめでとうsign03よく頑張ったねshinesign03


ではまた,次回をお楽しみに
bleahsign03

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おまたせ!計算問題千本ノック(その003)

 お久し振り,お待たせしましたcoldsweats01計算問題千本ノックの第3回目です。寒さに負けず,頑張って参りましょうsign03



§2 物質量を中心とする問題


 2-1 固体に関する計算


例題2-1-1 分子量M の物質w(g)の物質量を求めよ。

解答: 求める物質量(mol)=w(g)/M(g/mol)=w/M(mol) ……答


例題2-1-2 分子n 個を含む物質の物質量を求めよ。ただしアボガドロ定数を6.0×1023(個/mol)とする。

解答: 求める物質量(mol)=n(個)/6.0×1023(個/mol)=n/6.0×1023 (mol) ……答


054 0.40molの結晶炭酸ナトリウムNa2CO3・10H2Oは何gか。(Na=23,C=12,H=1.0,O=16)

答 114g


055 水90gにグルコースC6H12O6 36gを溶かした溶液がある。この溶液には合計何molの分子が含まれているか。(H=1.0,C=12,O=16)

答 5.2mol


056 金属Naの密度は20℃で0.97g/cm3である。20℃においてNa原子1molの占める体積は何cm3か。(Na=23)

答 23.7cm3


057 アンモニア分子NH3中の窒素原子と水素原子の合計が20molになるためには,アンモニアは何gあればよいか。(H=1.0,N=14)

答 85g


058 水90gにグルコースC6H12O6 36gを溶かした溶液がある。この溶液には合計何molの水素原子が含まれているか。(H=1.0,C=12,O=16)

答 12.4mol


059 塩化マグネシウム0.500mol中に含まれる塩化物イオンの質量は何gか。(Mg=24.3,Cl=35.5)

答 35.5g


060 結晶硫黄16g中に含まれている硫黄原子数と同数の原子を含むダイヤモンドの質量は何gか。(C=12,S=32)

答 6.0g


061 スクロースの分子式はC12H22O11である。スクロースと水を同質量とったとき,水の分子数はスクロースの分子数の何倍か。(H=1,C=12,O=16)

答 19倍


062 銀0.01mol中には何個の銀原子が含まれているか。アボガドロ定数NA=6.0×1023(個/mol)とする(以下,同)。

答 6.0×1021


063 18gのアルミニウム中には何個のアルミニウム原子が含まれているか。(Al=27)

答 6.0×1021


064 5.0gのCaCO3に含まれる原子の総数は何個か。(C=12,O=16,Ca=40)

答 1.5×1023


065 天然ウランは質量数234,235,238の3種の同位体よりなり,そのうち235Uの割合は0.71%である。このとき,ウラン含有量75%のウラン鉱石1kg中に含まれる235Uの原子数を求めよ。

答 1.4×1022


066 ある単体結晶の比重は4.0であり,これをX線で調べたところ1辺の長さ6.0Åの立方体中に4個の原子が存在することがわかった。この元素の原子量を求めよ。(1Å=10-8cm)

答 130


067 ステアリン酸(C17H35COOH,分子量284)0.030gをベンゼンに溶かし,100mLとした。この溶液を1滴ずつ滴下していったところ,40滴で断面積1064cm2の水槽を覆うステアリン酸の単分子膜ができた。この実験からアボガドロ定数を計算せよ。ただし,ステアリン酸1分子の断面積は2.2×10-15cm2,溶液1.0mLは60滴に相当するものとする。

答 6.9×1023/mol



 如何でしたかsign02寒さの厳しい日々が続いています。
季節柄,体調管理には十分注意して,万全の体勢を保って下さいねhappy01sign01

ではまた,次回をお楽しみに
bleahsign03

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好評!計算問題千本ノック(その002)

 好評,計算問題千本ノックの第2回目です。それでは,張り切って参りましょうsign03


 1-4 濃度の計算


例題1-4-1 150gの食塩水がある。これに水450gを加えると,食塩水の濃度は5%となった。最初の食塩水の濃度は何%であったか。

解答: 最初の濃度をx(%)とすると,

   150(g)×(x/100)=(150+450)(g)×(5/100)

 より,x=
20(%) ……答



019 5%の食塩水10g中に含まれている食塩は何gか。

答 0.5g


020 100gの水にアンモニアを吸収させ,31.7%の濃アンモニア水を得た。吸収されたアンモニアは何gか。

答 46.4g 


021 29.7gの結晶炭酸ナトリウムNa2CO3・10H2Oを水に溶解し,全量を100gとした。この溶液の濃度は何%か。(H=1,C=12,O=16,Na=23)

答 11.0%


022 結晶硫酸銅CuSO4・5H2O 100gを水400gに溶解すると,その濃度は何%になるか。(H=1,O=16,S=32,Cu=64)

答 12.8%


023 10%(質量)の希硫酸100gに,白金を電極として直流電流を通じたところ,硫酸濃度が11%になった。この操作の間に分解した水は何gか。

答 9.09g


024 硫黄32gを含む重さ134gの化合物Aが,硫黄を含まない化合物Bに溶けている。この溶液中の硫黄は1.0%(質量)であった。溶液中のAの濃度は何%か。

答 4.2%


025 20%の希硫酸の比重は1.14である。この希硫酸500mLに含まれる硫酸は何gか。

答 114g


026 35%の硫酸から15%の希硫酸(比重1.105)1000mLをつくるには,35%硫酸が何g必要か。

答 474g


027 比重1.25,濃度33.4%の希硫酸200mLをつくるには,比重1.84,濃度8.0%の濃硫酸が何mL必要か。

答 46.3mL


028 34.0%の濃アンモニア水(比重0.880)100mLに,蒸留水を何mL加えれば11.0%の希アンモニア水(比重0.954)が得られるか。ただし,混合による体積の変化はないものとする。

答 185mL


029 50%の硫酸(比重1.40)100mLを水で希釈し,10%の硫酸にするには何gの水が必要か。

答 560g



 1-5 気体の計算


例題1-5-1 0℃,1.01×105Paで5Lの体積を占める気体を容器に詰めたところ,2.02×105Paを示した。この容器の体積は何Lか。

解答: 5(L)×[{1.01×105(Pa)}/{2.02×105(Pa)}]=2.5(L) ……答


例題1-5-2 0℃,1.01×105Paで5Lの体積を占める気体をある容器に入れたら,2.02×105Paを示した。同じ容器に0℃,1.01×105Paで25Lの気体を詰めたら何Paになるか。

解答: 求める圧力を x(Pa)とすると,

   5(L)×[{1.01×105(Pa)}/{2.02×105(Pa)}]
              =25(L)×[{1.01×105(Pa)}/{x(Pa)}]

 より,x=
1.01×106(Pa) ……答


例題1-5-3 0℃で2.02×105Paの酸素3Lと,3.03×105Paの水素4Lを,容積10Lの容器に入れた。容器内の圧力は何Paになるか。

解答: 2.02×105(Pa)×[{3(L)}/{10(L)}]
        +3.03×105(Pa)×[{4(L)}/{10(L)}]
   =
1.82×105(Pa) ……答



030 2.02×105Paで10Lの気体を,温度を変えないで15Lの容器に移すと何Paになるか。

答 1.35×105Pa


031 380mmHgで2Lを占める気体を,同じ温度で2.02×105Paにすると,体積は何Lになるか。
答 0.5L


032 一定温度で2.02×105Paの酸素2Lと,3.03×105Paの窒素3Lを混合して体積を10Lとした。この混合気体中の酸素の分圧は何Paか。

答 4.04×104Pa


033 27℃,1.01×105Paの密閉された容器に少量の水と窒素が封入されている。27℃における水蒸気圧を27mmHgとするとき,窒素の分圧は何Paか。

答 9.74×104Pa


034 ある気体4.0Lを水上置換で捕集した。そのときの圧力は750mmHg,温度は25℃であった。含まれている水蒸気を取り除くと,この気体の体積は25℃,760mmHgで何Lになるか。ただし,25℃における水の蒸気圧は24mmHgである。

答 3.82L


035 標準状態で5Lの体積を占める酸素をある容器に詰めたところ,2.02×105Paを示した。この容器に標準状態で25Lの酸素を詰めると,圧力は何Paを示すか。

答 1.01×106Pa


036 容積1000mLの容器を真空にし,この中に27℃で1.01×105Paの窒素500mLと2.02×105Paの水素750mLを封入したとすれば,容器内の混合気体が示す圧力は何Paか。

答 2.02×105Pa


037 0℃の水素ガスを容積5Lの容器に入れたところ,圧力は2.26×106Pa気圧を示した。この容器内の水素ガスを-182℃に冷却すると,圧力はいくらになるか。

答 7.53×105Pa


038 27℃の密閉された容器に少量の水と窒素が1.01×105Paで封入されている。容器の温度を徐々に上げて87℃にしたとき,容器内の水は完全に消失し,気体の圧力は1350mmHgになった。87℃における水蒸気圧は何mmHgか。ただし27℃における水の蒸気圧を27mmHgとする。

答 470mmHg


039 27℃,1.01×105Paで900mLを占める気体は,20℃,1.01×105Paでは何mLを占めるか。

答 879mL


040 0℃で100mLを占める気体を,同じ圧力の下で27℃にすると体積は何mLになるか。

答 110mL


041 39℃,1.01×106Paで2Lを占める酸素は,標準状態で何Lを占めるか。

答 17.5L


042 27℃,380mmHgで6.0Lを占める気体は,標準状態では何Lを占めるか。

答 2.73L


043 容積1Lの容器に,27℃で6.06×104Paの不飽和炭化水素Aと,水素の混合気体が入っている。ニッケル触媒を用いてこの不飽和炭化水素Aを完全に飽和させたところ,容器内の圧力は27℃で4.04×104Paになった。このとき,付加した水素の標準状態における体積は何Lか。

答 0.182L


044 水素を水上置換で捕集し,20℃,763mmHgでその体積を測定したところ,46.5ccであった。この水素は標準状態で何ccか。ただし20℃における水蒸気圧は18mmHgである。

答 42.5cc


045 10℃,740mmHgで200mLを占める気体の質量が0.600gであるとき,標準状態におけるこの気体の密度(g/cm3)はいくらか。

答 3.19×10-3g/cm3


046 シリカゲルは多孔質の固体で,表面積が大きく気体をよく吸収する。14℃で圧力5mmHgを示す水蒸気500mLにシリカゲルを50mg入れた。次いでその水蒸気を圧縮し,体積を1/5にしたら,同じ温度で同じ圧力に戻った。このとき,5mmHgの圧力で1gのシリカゲルに吸着する水蒸気の体積は,標準状態で何mLか。

答 50mL


047 容積組成でHCl 25%,空気75%の混合気体がある。この混合気体をHClの吸収装置を通すと,98%のHClを捕集することができる。50℃,743mmHgで毎時100m3の混合気体が吸収装置に入るものとするとき,27℃,738mmHgで装置を出る気体の体積は毎時何m3か。

答 70.6m3/時



 1-6 気体の溶解度



048 標準状態で100gの水に溶ける窒素は0.003gである。0℃,8.08×104Paで100gの水に溶ける窒素は何gか。

答 2.4×10-3g


049 標準状態で1Lの水に窒素は0.0294g溶ける。標準状態の空気に接している水1L中には何gの窒素が溶けているか。ただし,空気中の窒素の割合は80%とする。

答 2.35×10-2g


050 標準状態で1Lの水に水素は0.002g溶ける。0℃,3.03×105Paでは,100mLの水に対し水素は何g溶けるか。

答 6.0×10-4g


051 CO2は20℃,1.01×105Paで100gの水に93mL溶解する。同じ温度で圧力を3.03×105Paにしたとき,CO2は何mL溶けるか。

答 93mL


052 ある量の水に0℃,3.03×105Paでa(cc)の窒素が溶けている。この窒素を全部追い出すと,標準状態での体積は何ccとなるか。




053 標準状態の下で,100ccの水を飽和するのに要するO2,N2の体積はそれぞれ4.89cc,2.35ccである。標準状態の下で,空気に飽和された水に含まれる気体中のO2が占める体積の割合を%で求めよ。ただし空気はO2 20%,N2 80%の組成とする。

答 34.2%


 どうですかsign02一度に沢山解いて,一遍に片づけようとするのではなく,毎日少しずつコツコツと解いていく習慣をつけましょうhappy01sign01

では,次回をお楽しみにbleahsign03

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新規!計算問題千本ノック(その001)

 Arthur Forteの『吾唯知足』を御愛読(sign02)下さっている皆様,お元気ですかhappy01?センター試験も終わり,日々ますます勉学に勤しんでおられることと拝察し,陰ながら声援を送らせていただきます。

 さて,皆様の日々の勉強を一層充実したものにしていただく一助になるかと思い,
計算問題千本ノックのコーナーを新設致しました。国公立大の二次試験あるいは私立大入試の直前期の皆様には心の安定のため,まだ入試まで時間がある高校1・2年生の皆様には基礎力確立の手助けとして,是非ご活用下さい。それでは,始まりますsign03



§1 比,質量,体積の問題


 1-1 比,質量


例題1-1-1 100gが360円の牛肉が500g買える金額で,100gが240円の豚肉を何g買うことができるか。

解答: 買える豚肉をx(g)とすると,

   360(円)×500(g)/100(g)=240(円)×x(g)/100(g)

 より,x=
750(g) ……答


例題1-1-2 同一温度下で,2.0×105Paの気体5Lを1.5×105Paにすると,体積は何Lになるか。

解答: 体積がx(L)になったとすると,

   5(L)×{2.0×105(Pa)}/{1.5×105(Pa)}=x(L)

 より,x=20/3(L)=6.66……(L)≒
6.7(L) ……答



001 結晶炭酸ナトリウムNa2CO3・10H2O 57.2g中には何gのNa2CO3が含まれているか。(Na=23,C=12,H=1,O=16)

答 21.2g


002 化合物Aの結晶はn分子の結晶水を含む。Aの結晶1.00gを加熱したら結晶水は完全に除かれ,他の成分には変化がなく質量が0.64gとなった。このとき,Aの化学式量をnを用いて表せ。(H=1,O=16)

答 50n


003 ある結晶水を含む化合物を0.416gとり,加熱して結晶水を完全に除いた後に質量を測定したところ,0.244gであった。この化合物は結晶水を何%含んでいたか。

答 41.3%


004 一部が酸化されている粉末の金属試料がある。この試料1.000gを空気中で加熱したところ,1.225gになった。次にこれを水素中で完全に還元したところ,0.975gになった。このとき,加熱前の試料では何%が酸化されていたか。

答 10%



 1-2 密度,比重


例題1-2-1 鉄の密度は7.8g/cm3である。1辺が10cmの立方体である鉄の質量は何gか。

解答: 密度d(g/cm3)=質量w(g)/体積V(cm3) であるから,求める質量をx(g)とすると,

   x=7.8(g/cm3)×103(cm3)=
7800(g) ……答


例題1-2-2 アルミニウムの結晶は面心立方格子構造をなし,その1辺の長さは4.04Å,密度は2.70g/cm3である。アルミニウムの単位結晶格子の質量を求めよ。(1Å=10-8cm)

解答: 求める質量は,

    2.70(g/cm3)×{4.04×10-8(cm)}3
  =1.7803…×10-22(g)
  ≒
1.78×10-22(g) ……答



005 Alの比重は2.70である。Al 18.0cm3の質量は何gか。

答 48.6g


006 ある元素の単体は比重1.6の固体である。この固体をX線で調べたところ,1辺の長さが5.5×10-8cmの立方体中に4個の原子が含まれていた。この原子1個の質量はいくらか。

答 6.7×10-23g


007 水100gに結晶炭酸ナトリウム28.6gを溶解させた溶液の比重が1.08であるとき,体積は何mLか。

答 119mL


008 密度1.70g/cm3の硫酸をつくるためには,水100mLに対して密度1.80g/cm3の硫酸何mLを加えればよいか。ただし,混合の際の体積変化は考えないものとする。

答 700mL



1-3 溶解度


例題1-3-1 硝酸カリウムの水に対する溶解度は20℃で31.6である。同温で,200gの水に溶解しうる硝酸カリウムは何gか。

解答①: (溶媒)×(溶質の比) を用いる。

 求める質量をx(g)とすると,

   100(g)×{x(g)/31.6(g)}=200(g)

より,x=
63.2(g) ……答


解答②: (溶質)×(溶媒の比)を用いる。

 求める質量をx(g)とすると,

   x(g)=31.6(g)×{200(g)/100(g)}

より,x=
63.2(g) ……答


解答③: (溶質)×(溶液の比)を用いる。

 求める質量をx(g)とすると,

   x(g)=31.6(g)×[{200+x(g)}/{100+31.6(g)}]

より,x=
63.2(g) ……答


例題1-3-2 硫酸銅(Ⅱ)の90℃および20℃の水に対する溶解度はそれぞれ56.0および20.2である。
 90℃における硫酸銅(Ⅱ)飽和水溶液156.0gを20℃に冷却すると,何gの硫酸銅(Ⅱ)結晶が析出するか。原子量はH=1.0,O=16.0,S=32,Cu=64とする。


解答: 溶解度の値により,90℃の飽和水溶液156.0g中のCuSO4は56.0g,水は100gである。
 CuSO4=160,CuSO4・5H2O=250,析出する結晶硫酸銅の質量をx(g)とすると,結晶中のCuSO4は160x/250 (g),水和水は90x/250 (g)であるから,20℃における飽和水溶液の溶質量と溶媒量について,

   20.2(g):100(g)=(56.0-160x/250)(g):(100-90x/250)(g)

 これを解いて,x=63.1081…(g)

 よって,求める結晶硫酸銅の析出量は,
63.1g ……答


009 硝酸カリウムの水に対する溶解度は20℃で31.6である。同温で,158gの硝酸カリウムを溶解しうる水の最小量は何gか。

答 500g


010 硝酸ナトリウムの水に対する溶解度は20℃で87である。同温で,50gの硝酸ナトリウムと50gの水を混合したが溶け切らなかった。このとき,すべての硝酸ナトリウムを溶解させるためにはあと何gの水が必要か。

答 7.5g


011 硝酸カリウムの水に対する溶解度は20℃で31.6である。同温で,1Lの水に300gの硝酸カリウムを溶解させたとき,あと何gの硝酸カリウムが溶解するか。

答 500g


012 食塩の水に対する溶解度は20℃で36.0である。同温で,25%の食塩水200gには,あと何gの食塩が溶解するか。

答 4.0g


013 塩化カリウムの水に対する溶解度は80℃で51である。同温における塩化カリウムの飽和水溶液100g中には,何gの塩化カリウムが溶解しているか。

答 33.8g


014 20℃における硫酸銅(Ⅱ)の水に対する溶解度は,21.0(無水物)である。同温における硫酸銅(Ⅱ)の飽和水溶液100gをつくるには,何gの硫酸銅(Ⅱ)五水和物結晶が必要か。H=1.0,O=16,S=32,Cu=64とする。

答 27g


015 20℃における硫酸銅(Ⅱ)の水に対する溶解度は,無水物で21.0である。同温の水100gに対し,何gの硫酸銅(Ⅱ)五水和物が溶解するか。H=1.0,O=16,S=32,Cu=64とする。

答 37.2g


016 無水硫酸銅(Ⅱ)の水に対する溶解度は,20℃で20,60℃で40である。20℃における硫酸銅(Ⅱ)の飽和溶液120gを60℃まで加熱すると,あと何gの硫酸銅(Ⅱ)五水和物結晶を溶かすことができるか。H=1.0,O=16,S=32,Cu=64とする。

答 40.3g


017 硝酸カリウムの水に対する溶解度は,50℃で86.0,20℃で31.6である。50℃における硝酸カリウムの飽和水溶液100gを20℃まで冷却すると,何gの結晶硝酸カリウムが析出するか。

答 29.2g


018 無水硫酸銅(Ⅱ)の水に対する溶解度は,20℃で20.7,80℃で55.0である。80℃における硫酸銅(Ⅱ)飽和水溶液100gを20℃まで冷却すると,あと何gの硫酸銅(Ⅱ)五水和物結晶が析出するか。H=1.0,O=16,S=32,Cu=64とする。

答 39.1g



 如何でしたかbleahsign02大切なことは,最後に笑うshinehappy02shineためそれまでにどれだけ汗sweat01と涙sweat02を流すことが出来るかです。一歩ずつfoot自分の足でfoot登って行きupwardright,高みfujiを目指して下さいねsign03

 それでは,また次回にsign03

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