答 元のステップ問題へ
[ステップ問題1]の解答・・・(ア)活性化(イ)衝突(ウ)準安定(エ)高(オ)低(カ)活性化エネルギー(キ)増加(ク)不安定
(ケ)異なる(コ)安定な(サ)最初(シ)最大(ス)径路
ヒント
●物質の化学反応は活性化状態を通して進行するので, 反応途中の各活性化エネルギーの値を,
その活性化状態にいる粒子の準安定構造から求めていくと反応の径路がわかる。
反応の径路がわかると, 最初の反応物質が同じでも最後の生成物は異なってくることが理解される。その例が140℃と170℃で(エタノール+濃硫酸)の混合溶液中のエタノール反応である。
[ステップ問題2]の解答・・・(ア)デンプン(イ)セルロース(ウ)グルコース(エ)(C6H10O5)n(オ)C6H12O6
(カ)C2H5OH(キ)バイオエタノール(ク)付加(ケ)アセトアルデヒド(コ)還元
(サ)C2H2(シ)CH3CHO(ス)358(セ)1208
ヒント
●乾燥 トウモロコシ 1 トンからデンプン(C6H10O5)nは 1000×0.63 = 630 kg
この物質量kmol (質量kg/分子量)は 630/162n = 3.889/n [kmol]
デンプンからエタノールまでの反応式は次のようになる。
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
この反応式からデンプン 1 mol からエタノールが 2n [mol] 生じることがわかる。したがってデンプン
3.889/n [kmol] からエタノールは (3.889/n)×2n = 7.778 [kmol] エタノールの分子量は46なので
46×7.778 = (答)
●粘結炭 1 トンからコークス中の炭素 C は 1000×0.7×0.9 = 630 kg 物質量は 630/12
= 52.5 kmol
この炭素 C がアセチレンになるので
2C → C2H2
アセチレンは触媒存在下で
C2H2 + H2O → CH3CHO
CH3CHO + H2 → C2H5OH
上の反応式より, 2 mol の炭素Cから 1 mol のエタノールが生じることがわかる。したがって炭素C
52.5 kmolからエタノールは 52.5×(1/2) [kmol] エタノールの分子量は46なので
46×52.5×(1/2) = (答)
[ステップ問題3]の解答・・・(ア)アルケン(イ)エテン(ウ)均一(エ)エタノール(オ)脱水(カ)不均一(キ)石油(ク)付加
(ケ)CH2ClCH2Cl(コ)CH3CH2Cl(サ)CH3CH2OH(シ)(-CH2-CH2-)n(セ)包装
ヒント
●鎖式炭化水素は, アルカン CnH2n+2 (例エタン), アルケン CnH2n (例エチレン), アルキン CnH2n-2 (例アセチレン)に分類されることがある。
●エチレンの分子中に二重結合があるので付加結合をしやすい。
●高分子の合成には, 大きくわけると, 付加重合, 縮合重合(縮重合ともいう)がある。
付加重合…例 単体(モノマー)のエチレン, プロピレン, スチレン, 塩化ビニルなどを付加重合してポリエチレン,
ポリプロピレン, ポリスチレン, ポリ塩化ビニルなどの高分子(ポリマー)が合成される。
縮合重合…例 単体(モノマー)のアジピン酸 + ヘキサメチレンジアミン, テレフタル酸 + エチレングリコールなどを脱水の縮合重合してナイロン−6,6
ポリエチレンテレフタラート (PET:ペット)などの高分子(ポリマー)が合成される。