共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）本試験
問89 (化学（第1問） 問4)
問題文
水H2O（分子量18）に関する次の問いに答えよ。
図1は水の状態図である。水の状態変化に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図1は水の状態図である。水の状態変化に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和6年度（2024年度）本試験 問89（化学（第1問） 問4） （訂正依頼・報告はこちら）
水H2O（分子量18）に関する次の問いに答えよ。
図1は水の状態図である。水の状態変化に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図1は水の状態図である。水の状態変化に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- 2✕102Paの圧力のもとでは、氷は0℃より低い温度で昇華する。
- 0℃のもとで、1.01✕105Paの氷にさらに圧力を加えると、氷は融解する。
- 0.01℃、6.11✕102Paでは、氷、水、水蒸気の三つの状態が共存できる。
- 9✕104Paの圧力のもとでは、水は100℃より高い温度で沸騰する。
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この過去問の解説 （3件）
01
水の状態図を読み取る問題です。状態図では横軸が温度、縦軸が圧力で、各領域が固体・液体・気体に対応します。境界線上では2つの状態が共存し、三重点では3つの状態が共存します。
正しい。
三重点より低い圧力では液体領域が存在しません。この圧力は三重点より低いため、固体から直接気体へ昇華が起きます。昇華する温度は0℃より低くなります。
正しい。
水の固液境界線は右下がりという他の物質にはない特徴があります。これは氷より水の方が密度が大きいためで、圧力を加えると融解する方向に平衡が移動します。
正しい。
この条件は三重点です。三重点では固体・液体・気体の3つの状態が共存します。
誤り。
大気圧より低い圧力では沸点は100℃より下がります。この圧力は大気圧より低いため、100℃より低い温度で沸騰します。
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02
条件を図に当てはめて確かめる問題です。
条件を図に当てはめて考えると、固体から気体へ状態変化、
すなわち昇華することが分かります。
よってこの記述は正しいです。
条件を図に当てはめて考えると、固体から液体へと状態変化、
すなわち融解することが分かります。
よってこの記述は正しいです。
図を見ると固体・液体・気体の境界に位置しており、
三重点と呼ばれる点です。
この点では氷・水・水蒸気の三つの状態が共存しています。
よってこの記述は正しいです。
図を見ると水は100°Cより低い温度で沸騰することが分かります。
この記述は誤り、よってこの選択肢が正解となります。
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03
大気圧はおおよそ1000hPa=10kPaと覚えておきましょう。
つまり、10kPaにおいて水は100℃で沸騰します。
10kPaよりも低い圧力では100℃よりも低い温度で沸騰します。
富士山の山頂で米を炊くと生煮えになりますが、これは、水が100℃よりも低い温度で沸騰し、それ以上温度が上がらないためです。
一つ一つ、図と照らし合わせましょう。
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