大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問101 (化学(第2問) 問4(c))

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問101(化学(第2問) 問4(c)) (訂正依頼・報告はこちら)

次の問いに答えよ。

化石燃料に代わる新しいエネルギー源の一つとして水素H2がある。H2の貯蔵と利用に関する次の問いに答えよ。

図1の燃料電池でH22.00mol、O21.00molが反応したとき、外部回路に流れた電気量は何Cか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、ファラデー定数は9.65✕104C/molとし、電極で生じた電子はすべて外部回路を流れたものとする。
問題文の画像
  • 1.93✕104
  • 9.65✕104
  • 1.93✕105
  • 3.86✕105
  • 7.72✕105

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この過去問の解説 (1件)

01

この電池の反応式を書いて、流れた電気量を求めます。

リン酸型燃料電池の反応式はこちらです。
 負極:H2→2H++2e-
 正極:4H++4e-+O2→2H2O

 

どちらの式で計算してもよいですが
負極の式で計算すると

 H2が2.00mol反応するため、e-は2.00×2=4.00mol発生します。
正極の式で計算すると

 O2が1.00mol反応するため、e-は1.00×4=4.00mol発生します。

 

e- 1molの電気量を表したのがファラデー定数です。

よって、4.00molのe-がもつ電気量は
4.00mol×9.65×104C/mol=3.86×105Cになります。

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