2021年01月09日

高校化学「化学平衡」「電離定数」酢酸水溶液の電離定数

高校化学「化学平衡」「電離定数」酢酸水溶液の電離定数

◆問題

酢酸水溶液中では、次の式のような電離平衡が成立している。

CH3COOH↔CH3COO-+H+

酢酸,酢酸イオン,水素イオンのモル濃度をそれぞれ[CH3COOH],[CH3COO-],[H+]とし、酢酸の電離度は1よりも充分に小さいものとして次の問いに答えよ。

(1) 電離定数Kaを表す式を、[CH3COOH],[CH3COO-],[H+]を用いて表せ。


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従来のセンター試験や試行テストの内容を踏まえて、理系文系全科目の指導が可能です。
マンツーマンの授業なので「ゼロからのスタートの人は中学の復習から」「基本ができている人は応用問題の解き方中心に」など、ひとりひとりの状況に合わせて授業を行います。
適切な時期に適切な対策をすれば、どんな目標でも達成可能です。志望校を諦める前に、まずは一度ご相談ください。


◆解説

電離定数Kaも、要するに平衡定数です。
だから、Kaの求め方は、普通に平衡定数の求め方と同じです。
つまり、

Ka=(右辺のモル濃度の積)/(左辺のモル濃度の積)

です。

この場合は、左辺にCH3COOH,右辺にCH3COO-とH+があるので、

Ka=[CH3COO-]・[H+]/[CH3COOH]

となります。


次の問題→酢酸の電離度


◆関連問題
酢酸1.0[mol]とエタノール1.0[mol]の混合物の化学平衡


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高校物理「電池」「内部抵抗」起電力1.65V,端子電圧1.58V

高校物理「電池」「内部抵抗」起電力1.65V,端子電圧1.58V

◆問題

起電力E=1.65[V]の電池に抵抗Rを接続したところ、0.20[A]の電流が流れ、端子電圧は1.58[V]であった。このとき、電池の内部抵抗rと抵抗Rの抵抗値をそれぞれ求めよ。


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◆解説

電池の内部抵抗を考える場合は、起電力E[V]の電源と内部抵抗r[Ω]、そして、外部の抵抗R[Ω]が直列に接続されていると考えられます。

この直列回路を流れる電流をI[A]とすると、端子電圧をV[V]として、V=E−rIの関係があります。

今回の問題では、E=1.65,V=1.58,I=0.20なので、

1.58=1.65−0.20r

という式が成り立ちます。
あれはこれを計算して、

0.20r=1.65−1.58
0.20r=0.07
    r=0.07/0.20=0.35[Ω]


さらに、端子電圧は1.58[V]なので、抵抗Rには1.58[V]の電圧がかかり、流れる電流は0.20[A]だから、オームの法則を用いると、

1.58=0.20Rより、

R=1.58/0.20=7.9[Ω]


◆関連問題
電磁誘導による誘導起電力


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本日配信のメルマガ。2020年センター英語第4問A

本日配信のメルマガでは、2020年大学入試センター試験英語第4問Aを解説します。


【高校英語】過去問攻略!センター英語
http://www.mag2.com/m/0001641009.html


■ 問題

2020年センター英語より

第4問 次の問い(A・B)に答えよ。

A 次の文章はある説明文の一部である。この文章を読み、下の問い
(問1〜4)の[ 33 ]〜[ 36 ]に入れるのに最も適当なものを、それぞれ下の
{1}〜{4}のうちから一つずつ選べ。

Sports coaches and players are interested in how training programs can be
designed to enhance performance. The order of practice potentially
facilitates learning outcomes without increasing the amount of practice.
A study was conducted to examine how different training schedules influence
throwing performance.

In this study, elementary school students threw a tennis ball at a target
laid on the floor. They threw the ball from three throwing locations at
distances of 3, 4, and 5 meters from the target. The target consisted of
the center (20 cm wide) and nine larger outer rings. They served as zones
to indicate the accuracy of the throws. If the ball is landed in the center
of the target, 100 points were given. If the ball landed in one of the
outer zones, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, or 10 points were recorded
accordingly. If the ball landed outside of the target, no points were
given. If the ball landed on a line separating two zones, the higher score
was awarded.

The students were assigned to one of three practice groups: Blocked,
Random, or Combined. All students were instructed to use an overarm
throwing motion to try to hit the center of the target with the ball. On
the first day of this study, they each completed a total of 81 practice
throws. Students in the Blocked group threw 27 times from one of the three
throwing locations, followed by 27 throws from the next location, and ended
practice with 27 throws from the final location. In the Random group, each
student threw 81 times in the order of throwing locations that the
researchers had specified. No more than two consecutive throws were allowed
from the same location for this group. In the Combined group, the students
started with a blocked schedule and gradually shifted to a random schedule.
On the next day, all students completed a performance test of 12 throws.

Results showed that during the practice of 81 throws, the Blocked group
performed worse than the other two groups. Performance test scores were
also analyzed. The Combined group showed the best performance among the
three groups, followed by the Random group and then by the Blocked group.
It is still uncertain if similar results can be obtained for adults in
training programs for other throwing actions, such as those seen in
bowling, baseball, and basketball. This will be addressed in following
section.


問1 What is the total score achieved by the five throws in this figure?
[ 33 ]

{1} 200  {2} 210  {3} 220  {4} 230

(図はここでは省略します)

問2 Which of the following statements is true about the experiment? [ 34 ]
{1} Eighty-one throws were made from the same initial throwing location in
the Blocked group.
{2} The distance from the target remained unchanged during the entire
experiment for the Combined group.
{3} The set of throws from the same location involved various ways of
throwing for the Combined group.
{4} Throwing three or more times in a row from the same locations was
against the rules for the Random group.

問3 Which of the following statements is true about the results? [ 35 ]
{1} The Blocked group had the best score both during practice and on the
performance test.
{2} The Blocked group showed the worst score among the three groups on the
performance test.
{3} The Combined group showed lower accuracy than the Random group on the
performance test.
{4} The Random group had the lowest accuracy both during practice and on
the performance test.

問4 What will most likely be discussed next in this report? [ 36 ]
{1} Mental imagery training of underhand throws
{2} Observation of younger students' movements
{3} Overarm throws with eyes closed
{4} Various kinds of throwing motions


※マーク部分の□は[ ]で、マル1は{1}で表記しています。

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合わせて授業を行います。

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■ 解答・解説

問1 What is the total score / achieved / by the five throws
/ in this figure?
合計点は何点ですか? / 達成された / 5人の投擲者による
/ この図で

{1} 200  {2} 210  {3} 220  {4} 230

(図はここでは省略します)

図にはいくつか命中したような的の表示があります。
この結果が合計何点を意味するのかを聞いている問題です。
普通に数字を合計するだけですが、ちょうど線上にある点の得点が何点になるかが
ポイントとなりそうですね。
そういった点に注意して、本文を読んでいきましょう。


Sports coaches and players / are interested in / how / training programs
/ can be designed / to enhance performance.
スポーツのコーチと選手は / 〜に興味がある / どのように / 訓練プログラムが
/ 設計されるか / パフォーマンスを向上させるために

The order / of practice / potentially facilitates / learning outcomes
/ without increasing / the amount / of practice.


(以下略)


(有料版では、解説の続きや語句コーナー、解答一覧も掲載しています)
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中学理科(用語)「オームの法則」

中学理科(用語)「オームの法則」

★オームの法則(Ohm's law)

電気回路では、電流I・電圧V・抵抗Rの間に一定の関係V=IRが成り立ちます。
これをオームの法則といいます。


「V=IR」は、そのまま見れば、「電圧は電流と抵抗の積」を意味しますが、実用的には、

「V,I,Rの3のパラメータのうち2つがわかれば残り1つがわかる。」

と理解しておいた方がよいです。

また、式を変形すれば「I=V/R」「R=V/I」を、簡単に導くことができますね。
これら変形した形は「覚える」よりも「導く」ようにしておいた方が応用が利くと思います。


◆関連項目
電流、電圧、抵抗、電位、リアクタンス、インピーダンス


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高校物理「電気」立方体の格子の合成抵抗

高校物理「電気」立方体の格子の合成抵抗

◆問題

立方体ABCD−EFGHの各辺にr[Ω]の抵抗をそれぞれ1つずつ計12本取り付けて電気回路を作った。点AとGを電源につないだところ、AからGに向かってI[A]の電流が流れたとき、次の問いに答えよ。

(1) AD,DH,HG間を流れる電流はそれぞれいくらか。

(2) AG間の電圧はいくらか。

(3) AG間の合成抵抗はいくらか。


この記事では(3)を解説します。


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◆解説

(3)では、AG間の合成抵抗RAGを求めます。

AG間は、どの経路を通っても、抵抗の数も抵抗値も同じなので、全体を一つの抵抗とみなすことができます。

AG間にかかる電圧は、(2)で求めたように、(5/6)rI[V]です。

点Aに流れ込む電流はI[A]で、点Gから流れ出る電流もI[A]なので、AG間の格子全体にI[A]の電流が流れている。と考えることができますね。

つまり、「AG間の抵抗全体には、(5/6)rI[V]の電圧がかかり、I[A]の電流が流れている」わけです。
ここから合成抵抗を求めれば、オームの法則V=RIより

(5/6)rI=RAG・I

RAG=(5/6)r[Ω]


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