答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　元の問題へ　　


問1

　i　の答

　気体中の単独の分子での行程はその分子が他の分子と繰返して衝突し支離滅裂なジグザグである。そこでその分子が容器の単位面積での器壁から跳ね返るとき気体の圧力が生じる。
　その壁での分子の速度変化はモーメントの変化が存在することを意味する。毎秒特定面積をヒットする多数の粒子と共に, その粒子の結合される力が圧力となる。

Q1

　Answer of i

　The path of a single molecule in a gas zigzags randomly as the molecule repeatedly collides with other molecules. So there occurs a gas pressure when the molecules rebound from the wall in unit area of its container.
　The change in velocity of the molecules at the wall means there is the change in momentum. With many particles hitting a specific area every second, the combined force of the particles exerts a pressure.


　ii　の答

　その固体が融解中に吸収するエネルギーは固体中のイオンを共に保持している力に打ち勝つのに使用される。それは塩化ナトリウムの温度を上昇させない。融解中, その固体の構造は壊れてイオンがその格子サイトから離れて互いに相対的に自由に移動するようになる。


●1　物質は粒子から成り立ち, その粒子は原子, 分子, またはイオンである。たとえば, アルゴンは分離した原子から, 一方, 二酸化炭素, 水, そしてサッカロースは分子から, 塩化ナトリウムはイオンから成り立つ。

●2　物質を作り上げているその粒子間の力は一定温度で物質が固体, 液体, または気体であるかを決める。

●3　固体の塩化ナトリウムは圧縮するのは難しい, その理由は固体を作り上げているイオンは互いに非常に接近していることによる。固体はまたその中の引力がイオンを共に結合させ一定のパターンによって固定した形を持つ。

●4　固体塩化ナトリウム中のイオンは一定の位置のまわりで振動している。そのイオンは固体が室温から融点 801℃まで加熱されると, 周囲からエネルギーを吸収しながらより大きく振動する。いったんその固体が溶け始める (いわゆる固体中のイオンが移動し始める) と, その温度は完全に溶けるまで一定に保持される。

●5　固体が融解中に吸収するエネルギーはイオンを共に保持している力に打ち勝つのに使用される。それは塩化ナトリウムの温度を上昇させない。融解中, その固体の構造は壊れてイオンが互いに相対的に自由に移動するようになる。ひとたび融解が完全になると, 供給されるエネルギーは再び温度を上昇させる起因となる。


　Answer of ii

　The energy the solid takes in during melting is used to overcome the forces holding the ions in the solid together. It does not raise the temperature of the sodium chloride. During melting, the structure of the solid breaks down and the ions become free to move relative to each other away from their lattice sites.


●1　Matter consists of particles, which are either atoms, molecules, or ions. For example, Argon consists of separate atoms ； whereas carbon dioxide, water, and sucrose consist of molecules ； and sodium chloride consists of ions.

●2　The forces between the particles that make up a substance determine whether it is a solid, a liquid, or a gas at a given temperature.

●3　The solid sodium chloride is difficult to compress because the ions that make up the solid are very close to each other. The solid has also the fixed shape because the attractive forces bind the ions together in the fixed pattern.

●4　The ions in solid sodium chloride vibrate about their fixed positions. The ions vibrate greater as it is heated from room temperature to the melting point 801℃, taking in energy from its surroundings. Once the solid begins to melt ( i.e. the ions in the solid begin to move), its temperature remains constant until melting complete.

●5　The energy the solid takes in during melting is used to overcome the forces holding the ions together. It does not raise the temperature of the sodium chloride. During melting, the structure of the solid breaks down and the ions become free to move relative to each other. Once melting is complete, the energy supplied causes the temperature to raise again.


　iii の答

　イオン物質は反電荷で帯電しているイオンから成り, イオンはそのイオン間で強い静電気力によって互いに保持されている。イオン固体の融解過程では各イオンを格子サイト中の隣接しているものと互いに保持している強い結合力を壊す十分なエネルギーを必要とする。イオン化合物の融点はそれゆえ一般に高い。


　イオン化合物は反電荷で帯電しているイオンから成り, イオンはそのイオン間で強い静電気力によって互いに保持されている。この強い力はその構造を通して作用している。

　イオン固体の融解過程では, 各イオンを格子サイト中の隣接しているものと互いに保持している強い結合力を壊す十分なエネルギーを必要とする。イオン化合物の融点はそれゆえ一般に高い, たとえば, 塩化ナトリウム NaCl T_m = 801℃である。


　Answer of iii

　Ionic substances consist of oppositely charged ions held together by strong electrostatic forces between the ions. The process of melting the ionic solid requires sufficient energy to break the strong bonds holding each ion to its neighbours in lattice sites. The melting points of the ionic compounds are therefore generally high.


　Ionic compounds consist of oppositely charged ions held together by strong electrostatic forces between the ions. These strong forces operate throughout the structure.

　The process of melting an ionic solid requires sufficient energy to break the strong bonds holding each ion to its neighbours in lattice sites. The melting points of ionic compounds are therefore generally high, for example, sodium chloride NaCl, T_m = 801℃.


問2 の答　　　　　72.1 g/mol (有効数字3桁)


　揮発性液体の物質量 n [mol] は理想気体方程式 pV = nRT に対して両辺を RT で割ると

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n = pV/(RT)

　のように得られる。上式に p = 1.01×10⁵ Pa, V = 63.0 cm³, R = 8.31×10⁶ Pa cm³ K^-1mol^-1, および T = 273 + 100 K を代入すると,

　　　　　　　n = pV/(RT) = (1.01×10⁵ Pa)(63.0 cm³)/{(8.31×10⁶ Pa cm³ K^-1mol^-1)(373 K)}

　　　　　　　　= 0.002053 [mol] (有効数字4桁)

　気体の物質量 (n), その質量 (m), およびその相対分子量 (M) は次の式

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n = m/M

　によって関係づけられるので, そこで M は, n = 0.002053 [mol] と m = 0.148 g を使用して次のように計算される。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　M = (0.148 g)/(0.002053 mol) = 72.1 g/mol (有効数字3桁)


Answer of Q2　　　　　72.1 g/mol (3 sig. figs)


　The amount of moles for the volatile liquid, n [mol], is obtained on dividing both sides by RT for the ideal gas equation pV = nRT as

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n = pV/(RT)

　Substitute p = 1.01×10⁵ Pa, V = 63.0 cm³, R = 8.31×10⁶ Pa cm³ K^-1mol^-1, and T = 273 + 100 K for the equation above, and

　　　　　　　n = pV/(RT) = (1.01×10⁵ Pa)(63.0 cm³)/{(8.31×10⁶ Pa cm³ K^-1mol^-1)(373 K)}

　　　　　　　　= 0.002053 [mol] (4 sig. figs)

　As the amount of gas in moles (n), the mass (m), and the relative molecular mass (M) are related by the expression

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n = m/M,

　so M is calculated as follows, using n = 0.002053 [mol] and m = 0.148 g,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　M = (0.148 g)/(0.002053 mol) = 72.1 g/mol (3 sig. figs)