大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）本試験
問94 (化学（第2問） 問3)
問題文
次の問いに答えよ。
アルカリマンガン乾電池、空気亜鉛電池（空気電池）、リチウム電池の、放電における電池全体での反応はそれぞれ式（2）〜（4）で表されるものとする。それぞれの電池の放電反応において、反応物の総量が1kg消費されるときに流れる電気量Qを比較する。これらの電池を、Qの大きい順に並べたものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、反応に関与する物質の式量（原子量・分子量を含む）は表1に示す値とする。
アルカリマンガン乾電池
2MnO2＋Zn＋2H2O ➞ 2MnO（OH）＋Zn（OH）2・・・（2）
空気亜鉛電池
O2＋2Zn ➞ 2ZnO・・・（3）
リチウム電池
Li＋MnO2 ➞ LiMnO2・・・（4）
アルカリマンガン乾電池、空気亜鉛電池（空気電池）、リチウム電池の、放電における電池全体での反応はそれぞれ式（2）〜（4）で表されるものとする。それぞれの電池の放電反応において、反応物の総量が1kg消費されるときに流れる電気量Qを比較する。これらの電池を、Qの大きい順に並べたものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、反応に関与する物質の式量（原子量・分子量を含む）は表1に示す値とする。
アルカリマンガン乾電池
2MnO2＋Zn＋2H2O ➞ 2MnO（OH）＋Zn（OH）2・・・（2）
空気亜鉛電池
O2＋2Zn ➞ 2ZnO・・・（3）
リチウム電池
Li＋MnO2 ➞ LiMnO2・・・（4）
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問題
大学入学共通テスト（理科）試験 令和6年度（2024年度）本試験 問94（化学（第2問） 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
次の問いに答えよ。
アルカリマンガン乾電池、空気亜鉛電池（空気電池）、リチウム電池の、放電における電池全体での反応はそれぞれ式（2）〜（4）で表されるものとする。それぞれの電池の放電反応において、反応物の総量が1kg消費されるときに流れる電気量Qを比較する。これらの電池を、Qの大きい順に並べたものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、反応に関与する物質の式量（原子量・分子量を含む）は表1に示す値とする。
アルカリマンガン乾電池
2MnO2＋Zn＋2H2O ➞ 2MnO（OH）＋Zn（OH）2・・・（2）
空気亜鉛電池
O2＋2Zn ➞ 2ZnO・・・（3）
リチウム電池
Li＋MnO2 ➞ LiMnO2・・・（4）
アルカリマンガン乾電池、空気亜鉛電池（空気電池）、リチウム電池の、放電における電池全体での反応はそれぞれ式（2）〜（4）で表されるものとする。それぞれの電池の放電反応において、反応物の総量が1kg消費されるときに流れる電気量Qを比較する。これらの電池を、Qの大きい順に並べたものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、反応に関与する物質の式量（原子量・分子量を含む）は表1に示す値とする。
アルカリマンガン乾電池
2MnO2＋Zn＋2H2O ➞ 2MnO（OH）＋Zn（OH）2・・・（2）
空気亜鉛電池
O2＋2Zn ➞ 2ZnO・・・（3）
リチウム電池
Li＋MnO2 ➞ LiMnO2・・・（4）
- アルカリマンガン乾電池＞空気亜鉛電池＞リチウム電池
- アルカリマンガン乾電池＞リチウム電池＞空気亜鉛電池
- 空気亜鉛電池＞アルカリマンガン乾電池＞リチウム電池
- 空気亜鉛電池＞リチウム電池＞アルカリマンガン乾電池
- リチウム電池＞アルカリマンガン乾電池＞空気亜鉛電池
- リチウム電池＞空気亜鉛電池＞アルカリマンガン乾電池
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この過去問の解説 （2件）
01
それぞれの反応式から電気量Qを求めて比較をする問題です。
ZnとLiのイオン反応に注目をして求めます。
アルカリマンガン乾電池
Zn→Zn2++2e-
反応物の質量は2×87+65+2×18=275
よって1kgの反応物で生成される電子量Qは
1000/275×２=7.272...≅7.27mol
空気亜鉛(空気)電池
2Zn→2Zn2++4e-
反応物の質量は16+2×65=162
よって1kgの反応物で生成される電子量Qは
1000/162×4=24.69...≅24.7mol
リチウム電池
Li→Li++e-
反応物の質量は7+87=94
よって1kgの反応物で生成される電子量Qは
1000/94=10.63...≅10.6mol
よって「空気亜鉛電池＞リチウム電池＞アルカリマンガン乾電池」が正解です。
この選択肢が正解になります。
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02
反応に伴う酸化還元の価数と反応する金属の物質量を計算しましょう。
Liイオン電池は発火の可能性も含め、エネルギー密度が高いことを覚えておきましょう。
アルカリマンガン乾電池
電子数：Zn→Zn2++2e-
反応物の質量:65+87×2＋18×2＝275g
1㎏で生成する電子量は
1000÷275×2=7.27mole-
空気亜鉛電池
電子数：2Zn→2Zn2++4e-
反応物の質量:65×2＋16×2＝162g
1㎏で生成する電子量は
1000÷162×4=24.7mole-
リチウム電池
電子数：Li→Li++e-
反応物の質量:7×1＋87＝94g
1㎏で生成する電子量は
1000÷94×1=10.6mole-
となります。
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