大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問31 (化学基礎(第2問) 問1(2))
問題文
アボガドロは、気体の種類によらず、同温・同圧で同体積の気体には、同数の分子が含まれるという仮説を提唱した。この仮説は、今日ではアボガドロの法則として知られている。次の実験Ⅰは、アボガドロの法則に基づいて、貴ガス(希ガス)元素の一つであるクリプトンKrの原子量を求めることを目的としたものである。
実験Ⅰ
ネオンNe 1.00gが入った容器がある。大きさと質量が等しい別の容器に、同温・同圧で同じ体積のKrを入れ、両方の容器を上皿天秤(びん)にのせた。両方の皿がつり合うには、図1に示すように、Neが入った容器をのせた皿に3.20gの分銅が必要であった。
NeとKrの原子は、いずれも最外殻電子の数が( ア )個である。これらの原子は、他の原子と反応したり結合をつくったりしにくい。このため、価電子の数は( イ )個とみなされる。NeとKrはいずれも単原子分子として存在するので、Neの原子量が20であることを用いて、Krの原子量を求めることができる。
a 空欄( イ )に当てはまる数字として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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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)追・再試験 問31(化学基礎(第2問) 問1(2)) (訂正依頼・報告はこちら)
アボガドロは、気体の種類によらず、同温・同圧で同体積の気体には、同数の分子が含まれるという仮説を提唱した。この仮説は、今日ではアボガドロの法則として知られている。次の実験Ⅰは、アボガドロの法則に基づいて、貴ガス(希ガス)元素の一つであるクリプトンKrの原子量を求めることを目的としたものである。
実験Ⅰ
ネオンNe 1.00gが入った容器がある。大きさと質量が等しい別の容器に、同温・同圧で同じ体積のKrを入れ、両方の容器を上皿天秤(びん)にのせた。両方の皿がつり合うには、図1に示すように、Neが入った容器をのせた皿に3.20gの分銅が必要であった。
NeとKrの原子は、いずれも最外殻電子の数が( ア )個である。これらの原子は、他の原子と反応したり結合をつくったりしにくい。このため、価電子の数は( イ )個とみなされる。NeとKrはいずれも単原子分子として存在するので、Neの原子量が20であることを用いて、Krの原子量を求めることができる。
a 空欄( イ )に当てはまる数字として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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この過去問の解説 (3件)
01
貴ガスを除く価電子の数は周期表の族番号の下一桁に該当します(典型元素のみ)。価電子の数は他の原子との結合に関与できる数であり、閉殻である貴ガスは価電子が0個となります。
貴ガスの価電子の数は0個です。そのため、反応性に乏しいことが特徴です。
価電子の数について、貴ガスは例外であることを覚えておきましょう。
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02
この問題のポイントは貴ガスの性質を正しく理解できているかどうかにあります。
まず貴ガスについてですが、もともとは稀な気体であることから希ガスとも呼ばれています。
しかし空気中には、例えばアルゴンArは約0.93%含まれており、これは同じく空気中に含まれる二酸化炭素CO₂の約0.04%と比べて、かなり高い比率で含まれています。
こうしたことより、希ガスという名称はふさわしくないのではないか、という考え方が出てきました。
そこで、他の物質と反応しにくい「高貴な気体」という意味から、貴ガスともいわれるようになりました。
貴ガスは安定した電子配置をとるので、一般的には最外殻電子が価電子となりますが、イオンになったり化合物をつくることがほとんどなく、価電子の数は0と見なされています。
したがって空欄イに当てはまる数字として最も適当であるのは0ということが分かります。
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03
ネオンおよびクリプトンは、最外電子殻数が8個です。つまり、電子配置が安定しており、結合に使える電子がありません。したがって、価電子は0です。
希ガス元素の最外電子殻数は8個であり、電子配置が安定しています。
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