解答
[Ⅰ] 問1. イ 問2. 吸熱反応 問3. 温度を上げる。触媒を用いる。
[問３の解説]
ルシャトリエの原理より、”温度を上げる”と吸熱反応が進む。
触媒を使うと、活性化エネルギーが小さくなり、反応速度が大きくなる。
[Ⅱ]
問1. (18/180)×1000/180≒0.556[mol/kg]
[解説] 質量モル濃度は、溶質／溶媒×100[mol/kg]。 モル濃度＝溶質／溶液×100[mol/L]。
ブドウ糖の分子量180より、物質量は18/180mol。
0.1 mol : 180 g = a mol : (1kg = )1000 g より、a mol/kg を求める。
問2. P=100/18÷(180/18＋18/180)×3.13×103≒3.10×103[Pa]
[解説] 水(溶媒)の物質量は180/18[mol]、溶質(ブドウ糖)の物質量は18/180[mol]より、
溶媒モル分率は、x＝100/18÷(180/18＋18/180)。また、P0＝3.13。
これらをラウールの法則P＝xP0に代入する。
問3. 18/180×1000/(180＋20.0)＝0.500[mol/kg]
[解説] 水は常温で液体で気化するが、ブトウ糖は個体であり物質aは不揮発性とあり気化しないので、
溶液bで増加した20gは、すべて水である。
補足：この現象に気づくには正確な分析力や柔軟な思考力が要求され、気づかないと難問と感じてしまう。
問4. 物質aの分子量をMとすると
10.0/M×1000/(180ー20.0)＝0.500 ∴ M＝125
[解説] ”ラウールの法則”より、平衝状態での溶液aと溶液bの蒸気圧は等しくなり、質量モル濃度[mol/kg]も等しくなる。
補足：この現象に気づくには、”ラウールの法則”に対する有機的な理解力が求められ、
正確な分析力や柔軟な思考力が求められる。無機的な知識だけでは解けず、気づかないと難問と感じてしまう。
ただし、”ラウールの法則”の知識がなくても、自然現象や数式に対する深い造詣と鋭い直感があれば答えには到達できる。
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