薬剤師国家試験問題集 熱力学

100回薬剤師国家試験　問92下の図は、マクスウェル・ボルツマン分布則に基づいた、温度の異なる、ある理想気体の運動の速さ分布である。図中の曲線Ａは温度T1＝ 150K の場合、曲線Ｂは温度T2の場合を示す。気体の運動に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。ただし、図中の分子運動は並進運動のみを表しているものとする。1　T2は、約300K である。2　各曲線における最大確率速度（頂点に...

103回薬剤師国家試験　問4理想気体の物質量n、圧力p、気体定数R、熱力学温度T、体積V について成立する関係はどれか。1つ選びなさい。

105回薬剤師国家試験　問94ボルツマン分布は、異なるエネルギー準位E1、E2（E1＜E2）をもつ分子の数をそれぞれN1、N2 としたときの、熱平衡状態における両者の比（N2/N1）に関する情報を与える（下式参照）。ボルツマン分布に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。1　式中のＡに入る物理量は体積である。2　常にN2/N1＜1 が成り立つ。3　E1とE2の差が大きいほどN2/N1 ...

103回薬剤師国家試験　問95分子の振動、回転、電子遷移に伴う、分子のエネルギー準位間の遷移と電磁波の吸収及び散乱に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。1　分子の振動、回転、電子遷移のうち、回転に伴って吸収される電磁波の波長が最も長い。2　吸収される電磁波の波長と、遷移するエネルギー準位間のエネルギー差には、正の比例関係がある。3　ラマン散乱が観測されるためには、分子の振動によって...

103回薬剤師国家試験　問95の1，2分子の振動、回転、電子遷移に伴う、分子のエネルギー準位間の遷移と電磁波の吸収に関する記述の正誤を判定してみよう。1　分子の振動、回転、電子遷移のうち、回転に伴って吸収される電磁波の波長が最も長い。2　吸収される電磁波の波長と、遷移するエネルギー準位間のエネルギー差には、正の比例関係がある。

103回薬剤師国家試験　問95の3下記の記述の正誤を判定してみよう。3　ラマン散乱が観測されるためには、分子の振動によって双極子モーメントが変化する必要がある。

103回薬剤師国家試験　問95の5下記の記述の正誤を判定してみよう。5　電子遷移に伴う吸収スペクトルが幅広い吸収帯となるのは、分子の振動や回転によるエネルギー変化も反映されるからである。

98回薬剤師国家試験　問92図は、水素分子のモル熱容量（定容熱容量（Cv,m））と温度との関係を表す。定容熱容量（Cv,m）の温度依存性に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。ただし、この温度依存性に、水素分子における電子運動は関与しないと仮定する。Rは気体定数（J・mol−1・K−1）を表す。1　100K より低い温度では、水素分子が液化しているため、定容熱容量は低い値を示す。2　...

107回薬剤師国家試験　問93状態関数と経路関数に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。1　熱と仕事は経路関数である。2　温度は示量性の状態関数である。3　エンタルピーは示強性の状態関数である。4　熱力学第一法則より、内部エネルギーは経路関数であることがわかる。5　状態関数の変化量は、可逆過程でも不可逆過程でも等しい。

107回薬剤師国家試験　問93の5状態関数に関する次の記述の正誤を判定してみよう。5　状態関数の変化量は、可逆過程でも不可逆過程でも等しい。

107回薬剤師国家試験　問93の2，3状態関数と経路関数に関する記述の正誤を判定してみよう。2　温度は示量性の状態関数である。3　エンタルピーは示強性の状態関数である。

101回薬剤師国家試験　問3示強性状態関数の熱力学的パラメータはどれか。1つ選びなさい。1　ギブズ自由エネルギー（G）2　エンタルピー（H ）3　圧力（P）4　エントロピー（S）5　内部エネルギー（U）

本ページでは、熱力学における熱と仕事の符号（正負）について説明しています。

本ページでは、エンタルピーについて説明しています。

99回薬剤師国家試験　問921×105N/m2、107℃で水素1.0molと酸素0.50molを反応させ、水（気体）を合成した。この反応に伴い243kJ の熱が発生した。水素と酸素はすべて反応し、温度及び圧力は一定であった。この反応に伴う内部エネルギー変化（kJ）に最も近いのはどれか。1つ選びなさい。ただし、気体定数R ＝ 8.31（J・mol−1K−1）とする。1　−3602　−2403　−12...

104回薬剤師国家試験　問95メタン（CH4）の燃焼反応の標準燃焼エンタルピー（kJ/mol）の値として正しいのはどれか。1つ選びなさい。ただし、CH4（気体）、CO2（気体）、H2O（液体）の標準生成エンタルピー（�冉 H゜）は次のとおりである。1　−998.02　−890.33　−754.14　−604.55　−468.3

96回薬剤師国家試験　問18ジメチルエーテルを完全に燃焼させたときの標準燃焼エンタルピー（kJ･mol−1）に最も近い数値はどれか。ただし、生成する水は気体とし、CH3OCH3（気体）、CO2（気体）、H2O（気体）の標準生成エンタルピーは、それぞれ −184、−394、−242 kJ･mol−1 である。1　1,3302　−1,3303　6654　−6655　4526　−452

103回薬剤師国家試験　問1系の乱雑さを定量的に表す熱力学量はどれか。1つ選びなさい。1　内部エネルギー2　エンタルピー3　エントロピー4　ギブズエネルギー5　化学ポテンシャル

第105回薬剤師国家試験　問5混合物中の1つの成分の化学ポテンシャルは、圧力と温度が一定の条件下、混合物中にその成分を1mol加えたときの、系全体の（　　　）の変化量として定義される。（　　　）にあてはまる熱力学量はどれか。1つ選びなさい。1　内部エネルギー2　エンタルピー3　エントロピー4　ギブズエネルギー5　ヘルムホルツエネルギー

本ページでは、化学ポテンシャルの基本事項を簡単に説明しています。

本ページでは、熱力学の内部エネルギー(U)について、その概要と熱力学第一法則，定容熱容量との関係について説明しています。

本ページでは、定圧熱容量の方が定容熱容量より大きいことについて説明しています。

本ページでは、熱力学の系・外界・宇宙について説明しています。

86回薬剤師国家試験問　問20a熱力学に関する記述の正誤を判定してみよう。。ａ　微小量の仕事と微小量の熱が系に加えられたとき、系の内部エネルギーはその和だけ増加する。

86回薬剤師国家試験問　問20b熱力学に関する記述の正誤を判定してみよう。ｂ　自発的な反応は、必ず系のエントロピーが減少する方向に進む。

107回薬剤師国家試験　問93の1経路関数に関する次の記述の正誤を判定してみよう。1　熱と仕事は経路関数である。

88回薬剤師国家試験　問18d熱力学的パラメータに関する記述の正誤を判定してみよう。d　ギブズ自由エネルギーはエントロピーとエンタルピーの関数であり、温度には依存しない。

98回薬剤師国家試験　問91熱力学に関する記述のうち、誤っているのはどれか。1つ選びなさい。1　系の内部エネルギーは、その系の現在の状態だけで決まり、その状態に至る経路は関係しない。2　孤立系で不可逆変化が起これば、エントロピーは増大する。3　状態量には示強性と示量性があり、温度は示量性の状態量である。4　熱力学第三法則でいう純物質の完全結晶のエントロピーは、絶対零度ではゼロである。5　ギブズ自由...

98回薬剤師国家試験　問91の4熱力学に関する記述の正誤を判定してみよう。4　熱力学第三法則でいう純物質の完全結晶のエントロピーは、絶対零度ではゼロである。

94回薬剤師国家試験　問18ギブズエネルギーに関する記述の正誤について、正しいものはどれか。a　自発的な反応は、系のギブズエネルギーが増加する方向に進む。b　ギブズエネルギーは、圧力一定の条件下では温度の上昇に伴って増加する。c　定温、定圧では、系が外界に対して行うことができる体積変化以外の最大仕事は、ギブズエネルギーの減少量に対応する。d　純物質は、その沸点で液相と気相のモルギブズエネルギーが等...

94回薬剤師国家試験　問18aギブズエネルギーに関する記述の正誤を判定してみよう。a　自発的な反応は、系のギブズエネルギーが増加する方向に進む。

94回薬剤師国家試験　問18bdギブズエネルギーに関する記述の正誤を判定してみよう。b　ギブズエネルギーは、圧力一定の条件下では温度の上昇に伴って増加する。d　純物質は、その沸点で液相と気相のモルギブズエネルギーが等しい。

94回薬剤師国家試験　問18cギブズエネルギーに関する記述の正誤を判定してみよう。c　定温、定圧では、系が外界に対して行うことができる体積変化以外の最大仕事は、ギブズエネルギーの減少量に対応する。

101回薬剤師国家試験　問91下図は、ある純物質のエントロピーの温度依存性を示したグラフである。純物質の状態に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。1　物質の温度Tが0＜T＜T1の領域では、気体の状態にある。2　物質の温度TがT1＜T＜T2の領域では、固体の状態にある。3　温度ゼロにおけるエントロピー（S0）は、物質によっては負になる場合がある。4　�儡2・T2の大部分は、気化エンタ...

101回薬剤師国家試験　問91の1，2，4下図は、ある純物質のエントロピーの温度依存性を示したグラフである。純物質の状態に関する記述の正誤を判定してみよう。1　物質の温度Tが0＜T＜T1の領域では、気体の状態にある。2　物質の温度TがT1＜T＜T2の領域では、固体の状態にある。4　�儡2・T2の大部分は、気化エンタルピーの変化量に由来する。

86回薬剤師国家試験問　問20熱力学に関する記述の正誤について、正しいものはどれか。ａ　微小量の仕事と微小量の熱が系に加えられたとき、系の内部エネルギーはその和だけ増加する。ｂ　自発的な反応は、必ず系のエントロピーが減少する方向に進む。ｃ　温度、圧力一定の閉じた系における平衡状態では、Gibbs自由エネルギーが最小である。ｄ　完全結晶性物質(完全結晶物質)のエントロピーは、0 Kでゼロである。

86回薬剤師国家試験問　問20c熱力学に関する記述の正誤を判定してみよう。ｃ　温度、圧力一定の閉じた系における平衡状態では、Gibbs自由エネルギーが最小である。

106回薬剤師国家試験　問98生体における化学反応は約37 ℃で進行するが、化学反応は温度の影響をうけるため熱力学パラメータの温度依存性を知ることは重要なことである。圧力一定条件下での温度Tと熱力学パラメータ（�决 G°、�决 H°、T・�决 S°）の関係が図のようになる化学反応に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。ただし、�决 G°、�决 H°、�决 S°は、それぞれ標準反応ギブ...

106回薬剤師国家試験　問98の2，3生体における化学反応は約37 ℃で進行するが、化学反応は温度の影響をうけるため熱力学パラメータの温度依存性を知ることは重要なことである。圧力一定条件下での温度Tと熱力学パラメータ（�决 G°、�决 H°、T・�决 S°）の関係が図のようになる化学反応に関する記述の正誤を判定してみよう。ただし、�决 G°、�决 H°、�决 S°は、それぞれ標準反応ギブズエネルギ...

本ページでは、エンタルピー駆動とエントロピー駆動について説明しています。

97回薬剤師国家試験　問92次の化学反応式に関する記述のうち、正しいのはどれか。２つ選びなさい。1　反応が平衡状態にあるとき、温度を低下させると反応は右方向に進行する。2　反応が平衡状態にあるとき、圧力をかけると反応は左方向に進行する。3　触媒の添加により、反応の生成エンタルピーを低下させることができる。4　温度を変化させて、ファントホッフプロットを行うと、右上がりの直線性のプロットが得られる。

本ページでは、ファントホッフプロットについて説明しています。

99回薬剤師国家試験　問2下図は、ある反応の平衡定数K の自然対数を絶対温度T（K）の逆数に対してプロットしたものである。直線の傾きが示す熱力学的パラメータはどれか。1つ選びなさい。1　活性化エネルギー2　遷移状態エネルギー3　内部エネルギー変化4　標準反応エントロピー変化5　標準反応エンタルピー変化

89回薬剤師国家試験　問18化学反応に伴い熱の発生、吸収が起こる。例えば、標準状態（1 bar, 25 ℃）におけるグルコース生成の熱化学方程式は、次式で表せる。�僣°は標準状態のエンタルピー変化であり、（s）は固体、（g）は気体状態を示す。次の記述のうち、正しいものはどれか。a　 �僣°は標準状態の熱量変化を示し、式（1）では1,274 kJ･mol−1の吸熱があることを示す。b　グルコース生成...

89回薬剤師国家試験　問18de標準状態（1 bar, 25 ℃）におけるグルコース生成の熱化学方程式は、次式で表せる。�僣°は標準状態のエンタルピー変化であり、（s）は固体、（g）は気体状態を示す。次の記述の正誤を判定してみよう。d　式（1）の�僣°は、グルコース（s）、炭素（s）、水素（g）の燃焼熱から求まる。e　エンタルピーは状態量であるから、反応の経路によらない。すなわち、どんな中間反応が...

102回薬剤師国家試験　問91以下の化学反応式における熱力学的パラメータに関する記述のうち、誤っているのはどれか。1つ選べ。ただし、この反応における温度をT 、反応速度定数をk1，k2とする。また、気体定数をR とする。1　この反応の標準自由エネルギー差�僭°は、�僭°＝ −RT lnK で表すことができる。2　いくつかの温度で測定した平衡定数から、反応の標準エンタルピー変化（�僣 °)を求めるこ...

102回薬剤師国家試験　問91の2化学反応式における熱力学的パラメータに関する記述の正誤を判定してみよう。。2　いくつかの温度で測定した平衡定数から、反応の標準エンタルピー変化（�僣 °)を求めることができる。

102回薬剤師国家試験　問91の3以下の化学反応式における熱力学的パラメータに関する記述の正誤を判定してみよう。ただし、この反応における温度をT 、反応速度定数をk1，k2とする。また、気体定数をR とする。3 　�僣 °が正のときは吸熱反応となり、温度を上げると平衡が左にずれる。

88回薬剤師国家試験　問18熱力学的パラメータに関する記述の正誤について、正しいものはどれか。a　絶対温度Tにおいて状態AとBが平衡にあるとき、その平衡定数Kは、両状態の標準ギブズ自由エネルギー差�僭゜によって決まる。ただし、�僭゜＝ −RT lnKの関係がある。Rは気体定数である。b　いくつかの温度で測定した平衡定数から、反応の標準エンタルピー変化を求めることができる。c　XからYが生成するとき...

91回薬剤師国家試験　問19医薬品の溶解度に関する記述の正誤について、正しいものはどれか。ただしその溶解度と温度の関係はファントホッフの式に従うものとする。a　温度を下げることにより溶解度が減少する場合、その溶解反応は発熱反応である。b　融解熱が等しい化合物の場合、融点の高い化合物は低い化合物に比べてその溶解度が大きい。c　融点が等しい化合物の場合、融解熱の大きい化合物ほどよく溶ける。d　一般に化...

91回薬剤師国家試験　問19医薬品の溶解度に関する下記の記述の正誤を判定してみよう。ただしその溶解度と温度の関係はファントホッフの式に従うものとする。a　温度を下げることにより溶解度が減少する場合、その溶解反応は発熱反応である。

91回薬剤師国家試験　問19bc医薬品の溶解度に関する記述の正誤について、正しいものはどれか。ただしその溶解度と温度の関係はファントホッフの式に従うものとする。b　融解熱が等しい化合物の場合、融点の高い化合物は低い化合物に比べてその溶解度が大きい。c　融点が等しい化合物の場合、融解熱の大きい化合物ほどよく溶ける。

107回薬剤師国家試験　問2平衡状態にある次の化学反応系に関する記述のうち、正しいのはどれか。1つ選びなさい。1　系の温度を下げると、平衡は右側へ移動する。2　系の圧力を下げると、平衡は右側へ移動する。3　系に水素ガスを加えると、平衡は左側へ移動する。4　この反応は吸熱反応である。5　この反応の平衡定数は系の温度に依存しない。

91回薬剤師国家試験　問168ある固体薬物の結晶多形であるI形とII形は互変二形の関係にある。ファントホッフ式から求めたI形の溶解熱は28 kJ/mol、II形の溶解熱は21 kJ/molであり、I形とII形の転移温度は83℃であった。次の記述のうち、正しいものはどれか。ただし、温度10℃から90℃の間で溶解熱は変化しないものとする。a　37 ℃における溶解度はI形＜II形である。b　37 ℃にお...

106回薬剤師国家試験　問178図は結晶多形をもつ薬物Ａについて15 〜 35 ℃におけるリン酸緩衝液中の溶解度（S）の対数値を絶対温度（T）の逆数に対してプロットしたものである。この図に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。ただし、Ａの溶解熱は測定温度範囲において一定とする。1　図より�T形から�U形への転移熱を知ることはできない。2　薬物Ａの�U形から�T形への転移温度は約84 ℃である...

108回薬剤師国家試験　問92エントロピーに関する記述のうち、誤っているのはどれか。1つ選びなさい。1　エントロピー変化�儡 は、可逆的に出入りする熱をqrev、そのときの温度をTとすると、�儡 = qrev/T で与えられる。2　エントロピーの最小値は熱力学第3法則によってゼロと定められる。3　系と外界（周囲）のエントロピー変化の和が正になる方向に、すべての変化は進行する。4　エントロピーは系の...

109回薬剤師国家試験　問92状態関数に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。1　状態関数の変化量は系の変化の経路に依存する。2　示量性状態関数においては加成性が成立する。3　示強性状態関数は物質量に依存する。4　体積は示量性状態関数である。5　エントロピーは示強性状態関数である。

109回薬剤師国家試験　問96熱容量に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。ただし、Vは体積、pは圧力、Tは絶対温度、Hはエンタルピー、Rは気体定数、CVは定容熱容量、C V，mは定容モル熱容量、C p，mは定圧モル熱容量である。1　モル熱容量は1molの物質の温度を1K上昇させるのに必要な熱である。2　熱容量の単位はJ・K である。3　CVは、CV = dH/dT により求められる...

109回薬剤師国家試験　問96の3熱容量に関する記述の正誤を判定してみよう。ただし、Vは体積、pは圧力、Tは絶対温度、Hはエンタルピー、Rは気体定数、CVは定容熱容量、C V，mは定容モル熱容量、C p，mは定圧モル熱容量である。3　CVは、CV = dH/dT により求められる。