化学基礎Ⅰ問題集 1. 次の記号がどの元素を表しているか、また金属・非金属・半金属のどれか答えよ。 (a) Ti (b) Te (c) Se (d) Sc (e) At (f) Ar 2. 次の略号はどのような単位を表しているか答えよ。 (a) µg (b) dm (c) ps (d) kA (e) mmol 3. 次の変換を行え。 (a) −78 °C = ? K (b) 158 °C = ? °F (c)375 K = ? °F 4. クロロホルムは 20 °C で 1.483 g/mL の密度をもつ。9.37 g を必要とするとき、何ミリリットルとればよいか。 5. 28.3 m/s で走っている 1070 kg の自動車の運動エネルギーは何キロジュールか。 6. 次の量は何桁の有効数字を持つか。 (a) 76.600 kgJ 7. (b) 4.50200×103 g (c) 3000 nm (d) 0.00300 mL 次の計算を行い、正しい有効数字の桁数で結果を示せ。 (a) 24.567 g + 0.04478 g = ? g (b) 4.6742 g ÷ 0.00371 L = ? g/L 8. 元素 X の原子は 47 個の陽子と 62 個の中性子を持つ。この元素は何か。この同位体を記号で表せ。 9. 次の試料は何モルか。 (a) 11.51 g の Ti (b) 29.127 g の Na (c) 1.477 kg の U 10. 金属銅には銅-63（69.15 %, 相対質量=62.93）および銅-65（30.85 %, 相対質量=64.93）の二つの天然に存在する同位体がある。銅の原子量を求めよ。その答えから重さ 2.15 g の純銅製の硬貨があるとして、これが何個の銅原子を含むか計算せよ。 11. 次の量子数をもつ軌道は何か。 (a) n=2, l=1, ml=+1 (b) n=4, l=3, ml=−2 (c) n=3, l=2, ml=−1 12. 次の軌道に対して、量子数の可能な組み合わせを書け。 (a) 3s 軌道 (b) 2p 軌道 (c) 4d 軌道 13. 水素原子の 1 番目の核から電子を完全に取り除くのに必要なエネルギーは何 kJ/mol か。（R∞＝ 1.097×10-2 nm-1 である） 14. 次の原子の基底状態電子配置を予測し、軌道占有図を描け。 (a) Ti (Z=22) (b) Zn(Z=30) 15. 中性のナトリウム原子から電子 1 個が奪われて生成するナトリウムイオン Na+の基底状態電子配置はどのようなものか。また中性の塩素原子に電子 1 個が加わって生成する塩化物イオン Cl－の基底状態電子配置はどのようなものか。 16. 次の 2 つの原子のうちどちらがより大きいと予測されるか。その理由を説明せよ。 (a) Mg, Ba (b) Si, Sn 17. 次の化合物のうち、どれがイオン性でどれが分子性か。 (a) LiBr (b) SiCl4 (c) BF3 (d) CaO 18. 次のイオンの基底状態電子配置を予測し、その根拠を説明せよ。 (a) Ra2+ (b) Y3+ (c) Ti4+ (d) N3- 19. 次の基底状態電子配置を持つ 2 価のカチオンは何か。：1s22s22p63s23p63d10 20. (a) 1s22s22p63s23p1,(b) 1s22s22p63s23p5,(c) 1s22s22p63s23p64s1 のうち、Ei1 がもっとも大きいのはどれか。また最も小さいのはどれか。 21. 次の元素は反応してイオンを生成したとき、どのような貴ガス電子配置をとるか。 (a) Rb (b) Ba (c) Ga (d) F 22. K(s) + 1/2F2(g)→KF(s)の反応で、各元素から KF(s)が生成するときの正味のエネルギー変化を計算せよ。（K(s)の昇華熱＝89.2kJ/mol, F2(g)の結合解離エネルギー＝158kJ/mol） 23. 次の対のうち、どちらの物質がより大きい格子エネルギーをもつか。 (a) KCl, RbCl (b) CaF2, BaF2 (c)CaO, KI 24. 次の化合物に系統的な名称をつけよ。 (a) CsF (b) K2O (c) CuO (d) Ca(ClO)2 (e) Ag2S2O3 (f)NaH2PO4 25. 次の化合物の化学式をかけ。 (a) 塩化バナジウム(Ⅲ) vanadium(Ⅲ)chloride (b) 酸化マンガン(Ⅳ) manganese(Ⅳ)oxide (c) リン酸リチウム lithium phosphate (d) 硫酸水素マグネシウム magnesium hydrogen sulfate 26. 次の反応式を、原子の種類と数が矢印の両側で同じになるようにして完成させよ。 (a) Cs(s)+H2O(l)→? (b) K(s)+NH3(g)→? (c) Be(s)+Br2(l)→? 27. 次の化合物を結合のイオン性が増大する順に並べよ：CCl4, BaCl2, TiCl3, Cl2O 28. 次の化学式には名称をつけ、次の名称を持つ化合物の化学式を書け。 (a) NCl3 (b) P4O6 (c) S2F2 (d) 二塩化二硫黄 (e) 一塩化ヨウ素 29. 次の分子の点電子構造を描け。 (a) プロパン C3H8 (b) 過酸化水素 H2O2 (c) オキソニウムイオン H3O+ (d)一酸化炭素 CO 30. 次の分子あるいはイオンについて、水素以外のすべての原子がオクテットを持つようにして、可能なすべての共鳴構造を描け。 (a) SO2 (b) CO32－ 31. 次の構造の各原子がもつ形式電荷を計算せよ。シアン酸イオン 32. 次の分子やイオンの形を予測せよ。 (a) O3 (b) H3O+ (c) XeF2 (d) PF6－ 33. 酢酸の点電子構造を描き、分子全体の形を示せ。 34. エタンの C2H6 の結合を説明し、各原子のどのような軌道が重なって C－C 結合や C－H 結合をつくるかを示せ。 35. 次の混成を説明せよ。結合にかかわる軌道を示して分子の概略図を描け。 (a) ホルムアルデヒド (b) シアン化水素 (c) 二酸化炭素 36. 水素と酸素から水蒸気ができる反応では、∆H°＝−484 kJ である。0.50mol の水素が 0.25mol の酸素と大気圧で反応し、体積変化が−5.6L であったとすると、この反応に伴う PV 仕事はどれだけか。また、∆E の値は kJ 単位でいくらか。 37. 次の各反応で、吸収または放出される熱は、kJ 単位でそれぞれいくらか。 (a) 15.5 g のプロパンの燃焼 C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) ∆H°＝−2220 kJ (b) 4.88 g の水酸化バリウム八水和物と塩化アンモニウムの反応 Ba(OH)2・8H2O(s)+2NH4Cl(s)→BaCl2(aq)+2NH3(aq)+10H2O(l) ∆H°＝+80.3 kJ 38. 塩化メチレン(CH2Cl2)は、メタンから塩素との反応で合成する。 CH4(g)+2Cl2(g)→CH2Cl2(g)+2HCl(g) 以下のデータを使い、この反応の∆H°を kJ 単位で求めよ。 CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) CH3Cl(g)+Cl2(g)→CH2Cl2(g)+HCl(g) ∆H°＝−98.3 kJ ∆H°＝−104kJ 39. 市販用の硝酸を製造するオストワルト法の一つの過程であるアンモニアが O2 と反応して一酸化炭素 (NO)と H2O(g)を生じる反応の∆H°を kJ 単位で計算せよ。標準生成熱(∆H°f 〔kJ/mol〕)は以下の通りである：NH3(−46.1), NO(91.3), H2O(g)(−241.8) 40. 結合解離エネルギーを用いてエチレンからエタノールの工業的合成反応 C2H4(g)+H2O→C2H5OH(g) の近似的な∆H°を kJ 単位で求めよ。結合解離エネルギー(D 〔kJ/mol〕)は以下の通りである： C－H(410), C－C(350), O－H(460), C－O(350) 41. 次の反応の∆S°の符号は、正と負のどちらになりやすいか説明せよ。 C2H2(g)+2H2(g)→C2H6(g) 42. 25°C の標準条件のもとで、以下の反応は自発的か、それとも非自発的か。 (a) AgNO3(aq)+NaCl(aq)→AgCl(s)+NaNO3(aq) (b) 2C(s)+2H2(g)→C2H4(g) ∆G°=−55.7kJ ∆G°=−68.1kJ 43. 次の各組み合わせの気体のうち、どちらがより早く拡散するか。また拡散速度を比較せよ。 (a) Kr, O2 (b) N2, アセチレン C2H2 44. 0.500 mol の N2 の体積が 300 K で 0.600L であるとして、理想気体の方程式およびファンデルワールスの方程式のそれぞれを用いて、気体の圧力を atm 単位で計算せよ。ただし、N2 の補正因子は、 a=1.35(L2・atm)/mol2、b=0.0387 L/mol であるものとせよ。 45. Ar, Cl2, CCl4,および HNO3 のうち、以下の力が働くのはどれか。 (a) 最も大きな双極子－双極子力 (b) 最も大きな水素結合力 (c) 最も小さな分散力 46. 以下の物質の分子間力の種類を考慮して、沸点が増加する順番に並べよ。：H2S, CH3OH, C2H6, Ar