基礎無機化学小テスト No.1‐6 解答例（H26.5.12）修正版

基礎無機化学小テスト No.1‐6 解答例（H26.5.12）修正版
１．「イオン化エンタルピー」の英語名を記し，その意味
を 50 字以内で説明せよ．
Ionization enthalpy
気体状態の原子（分子）1 モルが標準状態において 1 モ
ルの電子を取り去るのに必要なエネルギー
２．「ギブズ自由エネルギー」の英語名を記し，その意味
を 50 字以内で説明せよ．
Gibbs free energy
一つの系がどの方向にどの程度移動するかを表わす
尺度
３．「結合エネルギー」の英語名を記し，その意味を 50
字以内で説明せよ．
Bond energy
分子中の１つの結合を切断するのに必要なエネルギー
で，通常，2 つの原子間の結合に対して定義される
４．∆H f 0[B2H6(g)]に対応する化学反応式を示せ．
2B(s) + 3H2(g) = B2H6(s)
５．∆H f 0[CuSO4･5H2O(s)]に対応する化学反応式を示
せ．
Cu(s) + S(s) + 5H2(g) + 9/2O2(g) = CuSO4･5H2O(s)
６．∆H f 0[P2O5(s)]に対応する化学反応式を示せ．
2P(s) + 5/2O2(g) = P2O5(s)
７．Na+と Cl-イオンの水和エンタルピーは共に正である．
しかし，NaCl 結晶は自発的に水に溶ける．ΔG の観点
からこの現象を 50 字以内で説明せよ．
NaCl が水に溶ける際のエントロピーが大きいので，この
反応ではΔG=ΔH-TΔS<0 となるため
８．窒素と水素からアンモニアを合成する反応のΔS は
負である．その理由を 50 字以内で説明せよ．
N2 + 3H2 =2NH3，において反応物系の分子数は 4 モル，
生成物系のそれは 2 モルに変化し，秩序性が減少する
ため
９．水素と酸素から水が生成する反応のΔG0 は負であ
る．しかし，室温ではこれらの混合気体からはいつまで
たっても水は生成しない．その理由を 50 字以内で説明
せよ．
この反応の反応速度定数が極めてい小さいので，通常
の実験時間内では反応が進行していないように見える
１０．エチレンオキサイドの燃焼エンタルピーを ∆H0 とす
る．次の値を用いて C-O 結合エネルギーを推定せよ．
∆Hf0 [CO2]=∆H1, ∆Hf0 [H2O]=∆H2
O
(3) C(黒鉛) → C(g)
∆H3
∆H4
(4) 1/2H2(g) → H(g)
∆H5
(5) 1/2O2(g) → O(g)
C-C の結合エネルギー，ECC
C-H の結合エネルギー，ECH
エチレンオキサイドの燃焼反応は，
∆H0
C2H4O+5/2O2→2CO2+2H2O
∆H0 =2∆H1+2∆H2-∆Hf0[C2H4O]
∆Hf0 [C2H4O]
(6) 2C+2H2+1/2O2→C2H4O
0
ただし，∆Hf [C2H4O]=2∆H1+2∆H2-∆H0
∆Hx
求める式，(1) C2H4O=2C+4H+O
ここで(1)=2(3)+4(4)+(5)-(6)より，
∆Hx=2∆H3+4∆H4+∆H5-(2∆H1+2∆H2-∆H0)
ここで，ECO=1/2(∆Hx-ECC-4ECH)
ECO=(2∆H3+4∆H4+∆H5-(2∆H1+2∆H2-∆H0)-ECC-4ECH)/2
学籍番号＿＿＿＿＿氏名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
１１．ジメチルエーテルの燃焼エンタルピーを ∆H0 とする．
次の値を用いて C-O 結合エネルギーを推定せよ．
∆Hf0 [CO2]=∆H1, ∆Hf0 [H2O]=∆H2
(3) C(黒鉛) → C(g)
∆H3
(4) 1/2H2(g) → H(g)
∆H4
∆H5
(5) 1/2O2(g) → O(g)
C-C の結合エネルギー，ECC
C-H の結合エネルギー，ECH
ジメチルエーテルの燃焼反応は，
∆H0
（1）C2H6O+3O2→2CO2+3H2O
∆H0 =2∆H1+3∆H2-∆Hf0[C2H6O]
(6) 2C(黒鉛)+3H2+1/2O2→C2H6O
∆Hf0 [C3H6]
0
ただし，∆Hf [C2H6O]=2∆H1+3∆H2-∆H0
∆Hx
求める式， (1) C2H6O=2C+6H+O
ここで(1)=2(3)+6(4)+(5)-(6)より，
∆Hx=2∆H3+6∆H4+∆H5-(2∆H1+3∆H2-∆H0)
ここで，ECO=1/2(∆Hx-6ECH)
ECO=(2∆H3+6∆H4+∆H5-(2∆H1+3∆H2-∆H0)-6ECH)/2
１２．テトラヒドロフランの燃焼エンタルピーを ∆H0 とする．
次の値を用いて C-O 結合エネルギーを推定せよ．
∆Hf0 [CO2]= ∆H1, ∆Hf0 [H2O]= ∆H2
O
(3) C(黒鉛) → C(g)
∆H3
∆H4
(4) 1/2H2(g) → H(g)
∆H5
(5) 1/2O2(g) → O(g)
C-C の結合エネルギー，ECC
C-H の結合エネルギー，ECH
テトラヒドロフランの燃焼反応は，
∆H0
（1）C4H8O+11/2O2→4CO2+4H2O
∆H0 =4∆H1+4∆H2-∆Hf0[C2H8O]
∆Hf0 [C3H6]
(6) 4C+4H2+1/2O2→C4H8O
0
ただし，∆Hf [C2H6O]=4∆H1+4∆H2-∆H0
求める式， (1) C4H8O=4C+4H+O
∆Hx
ここで(1)=4(3)+8(4)+(5)-(6)より，
∆Hx=4∆H3+8∆H4+∆H5-(4∆H1+4∆H2-∆H0)
ここで，ECO=1/2(∆Hx-3ECC-8ECH)
ECO=(4∆H3+8∆H4+∆H5-(4∆H1+4∆H2-∆H0)-3ECC-8ECH)/2
１３．標準状態における Ca(ClO)2•2H2O の水の蒸気圧
（PH2O=の形）を次の記号を用いて示せ．
∆Gf0[Ca(ClO)2•2H2O]=A, ∆Gf0[Ca(ClO)2]=B, ∆Gf0[H2O]=C
Ca(ClO)2•2H2O=Ca(ClO)2+2H2O，∆Gf0=B+2C-A
K=[Ca(ClO)2][H2O]2/[Ca(ClO)2•2H2O]=PH2O2
lnK=-∆Gf0/RT より，lnPH2O=-∆G10/(2RT)
PH2O=exp(-(B+2C-A)/(2RT))
１４．標準状態における CaCl2•6H2O の水の蒸気圧
（PH2O=の形）を次の記号を用いて示せ．
∆Gf0 [CaCl2•6H2O] =A, ∆Gf0 [CaCl2]=B, ∆Gf0[H2O]=C
CaCl2•6H2O = SnCl2 + 6H2O，∆Gf0∆Gf0=B+6C-A
K=[CaCl2][H2O]6/[CaCl2•6H2O]=PH2O6
lnK=-∆Gf0/RT より，lnPH2O =-∆G10/(6RT)
PH2O= exp(-(B+6C-A)/(6RT))
１５．標準状態における AlK(SO4)2·12H2O の水の蒸気
圧（PH2O=の形）を次の記号を用いて示せ．
∆Gf0[AlK(SO4)2·12H2O]=A, ∆Gf0[AlK(SO4)2]=B, ∆Gf0[H2O]=C
AlK(SO4)2·12H2O=AlK(SO4)2+12H2O，∆Gf0=B+12C-A
K=[AlK(SO4)2][H2O]12/[AlK(SO4)2·12H2O]=PH2O12
lnK=-∆Gf0/RT より，lnPH2O =-∆G10/(12RT)
PH2O= exp(-(B+12C-A)/(12RT))

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