練習問題3

化学概論練習問題３（化学熱力学）
山北
次の問題を解き、これらを中心によく復習すること。既出とあわせて合計 10 点。
Q1 350 mL の容器を 0.1 MPa の圧力下で 500 mL に膨張させた。系のされた仕事
量はいくらか。
Q2 32 g のメタンガスを 105 Pa のもとで 300 K から 550 K に可逆的に熱した。
メタンの定圧モル熱容量は次式で与えられる。
𝑐𝑃 = 12.55 + 8.37 × 10−2 𝑇 Jmol−1 K −1
メタンが理想気体であるとして、系がされた仕事 W、吸熱量 Q、内部エネ
ルギー変化U、およびエンタルピー変化H を計算せよ。
Q3 右の表を用いてエタン C2H6、エタ
物質
fH°/kJmol-1
H2O(l)
-285.84
CO2(g)
-393.51
C2H6(g)
-84.68
されてアセトアルデヒド CH3CHO
C2H5OH(l)
-277.69
になる。
アセトアルデヒドはさらに
CH3CHO(l)
-166.1
酸化されて酢酸 CH3COOH になる。
CH3COOH(l)
-485.6
ノール C2H5OH それぞれ 1 mol が完
全燃焼するときに発生する熱量を
計算し比較せよ。
Q4 エタノール C2H5OH は酸素で酸化
これら二つの反応熱を計算せよ。これらの反応は発熱反応か否か。
Q5 単原子気体の定積モル熱容量と定圧モル熱容量は、それぞれ
CV,m=3R/2,CP,m=5R/2 である。ただし R=8.31 JK-1mol-1 である。
(a) 105 Pa, 500 K で単原子気体 1 mol を圧力一定のまま可逆的に 1000 K に熱
したときのエントロピー変化を計算せよ。
(b) この気体をさらに体積一定で 5×105 Pa になるまで可逆的に熱した。こ
のときのエントロピー変化を計算せよ。
Q6 二酸化窒素二量体 N2O4(g)が単量体 NO2(g)に解離するときの標準エンタルピ
ー変化と標準エントロピー変化はそれぞれH°=57.2 kJmol-1 、S°=175.7
JK-1mol-1 である。標準状態を 300 K とみなし、標準ギブズ自由エネルギー変
化G°を計算せよ。また 400 K にするとG°はどうなると考えられるか。
解答と解説は WebClass または http://www.pc.uec.ac.jp/sp/yamakita/Gairon.htm

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