Quimica模試【２０１７年６月２５日】

１．次のa~eに当てはまるものを，解答群のうちから一つずつ選べ。

a　電子の総数がCH₄と同じ分子

b　結合に用いられている電子の総数が，6個である分子

c　構造式で表したときに，価標の数が最も多い分子

d　三重結合をもつ分子

e　互いに同素体でないもの

２．図はある金属Mの硫化物の結晶構造を示している。M原子は立方体の単位格子の隅と各面の中心に位置している。C=12，S=32

(1)　この硫化物の化学式を選べ。

(2)  この硫化物に含まれる金属の含有量は67.1%であった。この金属の原子量を有効数字2桁で求めよ。

(3)  図の金属原子と硫黄原子を炭素原子で置き換えるとダイヤモンドの結晶構造の単位格子となる。ダイヤモンドの単位格子に含まれる炭素原子の数はいくらか。

(4)　ダイヤモンドでは各炭素原子は一辺の長さ 2.53×10⁻¹⁰ m の正四面体形をつくる 4 個の炭素原子に囲まれている。ダイヤモンドの単位格子の一辺の長さを有効数字3桁で求めよ。√2=1.414

(5)　ダイヤモンドの密度は何 g/cm³ か。有効数字3桁で求めよ。

３．容積 2.0 L の容器 A と容積 3.0 L の容器 B を，体積の無視できる管でつなぎ，0.25 mol の窒素を入れた。この後， 容器 A を 27°C，容器 B を 127°C に保つと，容器内の圧力は何 Pa になるか。有効数字2桁で求めよ。

４．物質が水に溶けるときに出入りする反応熱を測定する実験を行った。次の文章を読み，下の問い(a・b)に答えよ。H=1.0，N=14，O=16
図1のような発泡ポリスチレンの容器に，水 50.0 g を入れて水温を測定したところ，20.0°C であった。この容器に硝酸アンモニウム 2.00 g を加え，容器を振って水溶液を混ぜながら温度を測定して，図2のグラフを得た。

a　硝酸アンモニウムの溶解熱は，いくらになるか。最も適当な数値を，次のうちから一つ選べ。ただし，この水溶液 1 g の温度を 1°C 上昇させるのに必要な熱量は 4.3 J とし，また，溶解熱はすべて水溶液に吸収されたものとする。

b　上記の方法によって濃硫酸中の H₂SO₄ の水への溶解熱を求めると，95.3 kJ/mol であった。また，強酸と強塩基の水溶液どうしの中和熱は 56.7 kJ/mol である。1.00 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液 1.00 L に，H₂SO₄ 2.00 mol を含む濃硫酸を加えたとき発生する熱量は，いくらになるか。最も適当な数値を，次のうちから一つ選べ。

５．オゾンを含む標準状態の空気 2000 L をヨウ化カリウム水溶液に通じたところ，ヨウ素が生成した。このヨウ素を 0.0100 mol/L のチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定したところ，2.00 mL を要した。ただし，ヨウ素はチオ硫酸ナトリウムと次式のように反応する。
I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆
(1)　チオ硫酸ナトリウム水溶液による滴定のとき，何を指示薬として加えたらよいか。

また、溶液の色が何色から何色になるときを終点とするのか。

(2)　生成したヨウ素は何 mg か有効数字3桁で答えよ。I=127

(4)　空気 2000 L 中に含まれていたオゾンは何 mol か有効数字3桁で答えよ。

また、体積で何 ppm か有効数字3桁で答えよ。1ppm=10⁻⁶

６．鉛蓄電池を放電して 5.97×10⁴ C の電気量を取り出した。H=1.0，O=16，S=32，Pb=207，ファラデー定数 9.65×10⁴ C/mol
(1)　この放電により，正極の質量は何 g 増加または減少したか有効数字3桁で答えよ。

(2)　この放電により，硫酸溶液の質量は何 g 増加または減少したか有効数字3桁で答えよ。

(3)　放電前の硫酸溶液の質量が 1000 g，濃度が 32.0 % であったとき，放電後の硫酸の濃度は何 % か有効数字3桁で答えよ。

(4)　6.00 A の電流を用いて放電後の鉛蓄電池を放電前の状態に戻すには，何秒間充電しなくてはならないか有効数字3桁で答えよ。

７．次の問い (1) ~ (3) に有効数字2桁で答えよ。原子量は H=1.0，C=12，O=16，Na=23，酢酸の電離定数は 2.0×10⁻⁵ mol/L，水のイオン積は 1.0×10⁻¹⁴ mol²/L² とする。また，log2=0.30，log3=0.48 とする。
(1)　0.20 mol/L の酢酸水溶液 の pH はいくらか。

(2)　0.20 mol/L の酢酸水溶液 600 mL と 0.20 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液 300 mL を混ぜた後，水を加えて全量を 1 L にした。この水溶液の pH はいくらか。

(3)　0.20 mol/L の酢酸ナトリウム水溶液の pH はいくらか。