この問題は、化学反応における平衡状態においてN2O4がNO2に解離する過程を考慮し、その際の解離度αと溶液の体積Vを使ってN2O4の平衡時の濃度を導く問題です。解答が1.0−α/Vと示される理由について、まず問題の根本を理解し、式の意味を明確にしましょう。
1. 解離反応の基本
まず、この問題ではN2O4（四酸化二窒素）がNO2（二酸化窒素）に解離する反応を考えています。化学反応式は次のようになります：
N2O4 ⇌ 2NO2。
解離度αは、元のN2O4のうち、どれだけがNO2に変化したかを示すパラメータです。具体的には、α=変化した物質のモル数 / 初めのモル数となります。
2. 平衡時の濃度の導出
1.0 molのN2O4を溶液に加えた時、解離度αにより、N2O4はαだけ解離し、残りは（1-α）です。したがって、N2O4の平衡時の濃度は(1−α) molとなります。溶液の体積Vリットルでの濃度は、モル数を体積で割ることで得られます。よって、N2O4の平衡時の濃度は (1-α)/V となります。
3. 有効数字とその意味
問題において、解答が「1.0−α/V」として示されている理由は、有効数字に基づいた書き方です。化学の計算では、誤差を最小限に抑えるために有効数字を重要視します。質問者の混乱は、有効数字の重要性を理解していないことに起因しています。計算結果が「1.0-α/V」の形になるのは、初期のモル数（1.0 mol）が1桁で与えられているため、その後の計算結果も同様に1桁で表示することが望ましいのです。
4. 解答が正しい理由
解答が「1.0−α/V」となる理由は、化学反応におけるモルの定義と濃度の関係から導かれるものです。この式は、溶液の濃度を求めるために必要な正確な情報を提供しており、解離度と体積の関係を考慮に入れています。また、物質の反応とその平衡状態を数式で表すことで、さらに精度の高い計算が可能となります。
5. 結論
この問題は、化学反応における平衡状態の理解と、解離度を用いて濃度を求める方法に関する基本的な問題です。解答の「1.0−α/V」と記された式は、実際には適切な有効数字の処理を行った結果です。問題における疑問点は、有効数字の扱いについての理解不足にあると言えます。科学的な計算では有効数字を意識することが非常に重要であり、それが適切に行われた結果としてこの解答に至ったのです。
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