基礎化学・(Ⅰ)：6/16(火)遠隔授業；授業NOTE_p17-18の内容

2017年6月16日
さいえんすヨージ

お知らせ

※前回も、ほとんどの受講者が時間内に回答できていました。大学への立ち入り制限が緩和され、構内での通信施設利用の幅が拡大しつつあるので、今後もこのような形式で実施していきたいと思います。

授業NOTE_p17-18の内容(解答編)をPDFにリンクしました　→　基化＿授業NOTE＿解答編p17-18

その内容を踏まえ、以下の各設問に答えなさい。(リンク先の動画や解説記事を参考にすると良い)

「設　問」

設問1.　p17　化学反応式(2)金属と酸素の化合：金属は酸化され酸化物が生成することに関連して答えなさい。マグネシウムリボンに火をつけて、空気の代わりにある気体が充満している集気びんに入れると激しい反応が起こった。酸素分子は存在していないのに、このように激しい反応が起こる理由を、化学反応式を用いず50字以内で説明しなさい。参考　→　動画：マグネシウムの燃焼　・　解説記事

設問2.　p18　□炭酸アンモニウムの分解反応：熱によって弱塩基の気体と弱酸気体が遊離してくる反応は次の通りである。

(NH₄)₂CO₃→ 2NH₃+ H₂O + CO₂

この反応を詳しく解説したものを次にリンクした。　→　解　説

このページ内の動画では、２つのBTB入り三角フラスコが登場する。三角フラスコが30秒過ぎで２つとも黄色く変色し、１分25秒で試験管から遠い方の三角フラスコだけが青くなる。この段階的な色の変化はどうして起こるのだろうか、化学反応式を用いず、100文字以内で説明しなさい。

設問3．p18　化学変化とエネルギー：熱化学方程式の書き方について

水素と酸素が反応して水が生成する化学反応は次の通りである。

2H₂ + O₂ → 2H₂O　　　しかし、水が1 mol生成する際に発生する生成熱は次の熱化学方程式により…

H₂(気)+ 1/2O₂(気) = H₂O(液) + 284kJ　　となる。

では、36ｇのH₂O(液) が生成する際に発生する熱量は何kJとなるか？計算と答えを記述しなさい。(ヒント：水の分子量は18)

◇遠隔授業としての指示：設問1～3の回答をこの下のコメント欄に直接記入しなさい。出席確認機能も兼ねているので、可能な限り各授業時間内に回答すること。また、最初に「6/16・氏名」をわかるように記載すること。(受付順にコメントと名前をぼやかして順次公開していく予定)

コメント一覧

返信2020年6月16日 2:29 PM

若24/

6/16 若 1．マグネシウムは水に含まれる酸素原子と直接反応することで、気体で存在していなくても反応する。二酸化炭素も同様に酸素原子が含まれているのでマグネシウムは反応できる。 2．加熱した後、最初はアンモニアが発生することで塩基性を示し青色に変化する。そのあと、二酸化炭素が発生することで中和され黄色に変化する。その反応が終わると熱分解によって生成された物質の影響で片方のみ塩基性を示す青色に変化する。 3．水分子1mol=18なので、36ｇは2molになる。そのため、284×2=568 A.568kJ

返信

さいえんすヨージ24/

＞1．マグネシウムは水に含まれる酸素原子と直接反応することで… 　→　そもそもマグネシウムはどうして反応するのか、まで考えてみるとさらによい。＞2．…二酸化炭素が発生することで中和され黄色に変化する　→　中和されただけでは黄色にはならないのでは？

返信2020年6月16日 2:28 PM

遠24/

6/16　遠 1.　二酸化炭素が満ちた集気びんにマグネシウムをいれたため、二酸化炭素中の酸素原子と直接反応したから。 2.　はじめに試験管内のアンモニアが2番目のフラスコまで到達してどちらのフラスコも青くする。次に二酸化炭素がアンモニアを中和しつとも黄色に変化する。その後、熱分解によって発生したアンモニアと二酸化炭素の影響が上回り、1番目のフラスコが青くなる。 3.　36gのH2Oは2molである。1molのときの発生熱量は284kJであるので、答えは 284kJ×2=568kJとなる

返信

さいえんすヨージ24/

＞1.　…二酸化炭素中の酸素原子と直接反応したから。　→　酸素分子は存在していなくても… ＞2.　はじめに試験管内のアンモニアが2番目のフラスコまで到達して… 　→　アンモニアが水に溶けやすすぎることが影響する

返信2020年6月16日 2:27 PM

匿名24/

竹 1.　ある気体が二酸化炭素であるとすると、マグネシウムリボンが二酸化炭素分子の酸素原子を使って燃焼するから 2.　二酸化炭素は水に溶けにくいからアンモニアが水に溶けた後水に溶け、2つとも黄色く変色し、炭酸アンモニウムから生成するアンモニアの体積が二酸化炭素の２倍大きいため残っているアンモニアが水に溶けて青くなる 3.　36ｇ÷18ｇ/mol=2mol 水が2mol生成する際に発生する生成熱は284kJ×２＝568kJ 36ｇのH2O(液) が生成する際に発生する熱量　568kJ

返信

さいえんすヨージ24/

＞1…マグネシウムリボンが… 　→　理屈っぽいが、ここは単に「マグネシウム」でよい＞2.…生成するアンモニアの体積が二酸化炭素の２倍大きいため… 　→　体積量というよりも水への溶けやすさの影響がはるかに大きい

返信2020年6月16日 2:24 PM

尾24/

尾 (1)Mgが酸化されて、MgOができ、同時にCO2が還元された。MgはCO2からO2を奪って燃焼した。 (2)アンモニアは水に溶けやすく、二酸化炭素は溶けにくい。アンモニアが2つの液を青くしたのち二酸化炭素が2つの液を中和する。液①にはアンモニアが多く溶けており、反対に液②に二酸化炭素が多く溶けているため続けると色が分かれる。 (3)18:36＝284:x x＝284×2 x＝568

返信

さいえんすヨージ24/

＞1　…CO2が還元され…MgはCO2からO2を奪って燃焼した。　→　酸素分子は存在していないが…と前置きするとよい

返信2020年6月16日 2:22 PM

6/16青は24/

6/16青は１．集気びんの中に酸素分子の単体は存在しないが、二酸化炭素中の酸素分子と直接反応するため。２．炭酸アンモニウムを熱分解すると二酸化炭素とアンモニアと水が発生するが、アンモニアの方が二酸化炭素よりも水に溶けやすいのでフラスコ内が黄色くなるのに時間がかかった。さらに終盤はアンモニアの方が発生する量が多くなって右のフラスコは青くなった。発生したアンモニアは水にすぐ溶けてしまうので右のフラスコだけが青くなっている。３．水1molの分子量は18である。分子量は質量に等しいため水１molは18g 36gは18gの2倍であるので 284kJ×２＝586ｋJとなる。　　　　　　

返信

さいえんすヨージ24/

＞２．…も水に溶けやすいのでフラスコ内が黄色くなるのに時間がかかった… 　→　二酸化炭素とBTBの色の関係を説明してからだともっとわかりやすい