第七章熱化学

第七章
熱化学
補足資料
保有エネルギーによる熱量計算
①結合エネルギーが関与しないとき（通常はコレ）
単体の保有エネルギーは 0（ゼロ）とおく。
注意：同素体が存在するときは、25℃、1atm でもっとも安定な(＝地球上でもっとも多
く存在する)ものを 0 とする。（例，炭素：黒鉛を 0 とする。ダイヤモンドは 0 ではない）
（化合物の保有エネルギー）＝－（化合物の生成熱）
化合物の多くが保有エネルギーは－（マイナス）である
②結合エネルギーの問題のとき
（保有エネルギー）＝－（結合エネルギーの総和）
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例題 36.
二酸化炭素（気体）、水（液体）およびプロパン（気体）の生成熱は、それぞれ
394.8kJ/mol、285.6kJ/mol および 100.8kJ/mol である。これに関して、次の問いに答えよ。
問 1. プロパン（気体）の燃焼熱（kJ/mol）はいくらになるか。次の①～⑤のうちから、
最も近い値を 1 つ選べ。ただし、燃焼により生じた水は液体とする。
① 142.8
② 579.6
③ 1369.2
④ 2226
⑤ 2326.8
問 2. 27℃、1atm で 3.0l のプロパンと 17.0l の酸素を混合して完全に燃焼させた。このと
き発生した熱量は何 kJ か。次の①～⑤のうちから、最も近い値を 1 つ選べ。
① 88.2
② 271
③ 298.2
④ 1554
⑤ 1974
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例題 37. 次の文を読んで、下の問に答えよ。
酢酸(液体)の燃焼熱は、次の熱化学方程式で表される。
CH3COOH (液体) ＋2O2 (気体) ＝2CO2 (気体) ＋2H2O (液体) ＋AkJ
また、二酸化炭素と水(液体)の生成熱は、それぞれ BkJ/mol および CkJ/mol である。
問 1. 酢酸(液体)の生成熱を QkJ/mol とすると、酢酸の生成熱を表す熱化学方程式はどの
ようになるか。
つぎの①～⑦のうちから、最も適当なものを 1 つえらべ。
① 2C(原子)＋4H(原子)＋2O(原子)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
② 2C(原子)＋4H(原子)＋O2(気体)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
③ 2C(原子)＋2H2(気体)＋O2(気体)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
④ 2C(黒鉛)＋2H2(気体)＋O2(気体)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
⑤ 2C(黒鉛)＋4H(原子)＋2O(原子)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
⑥ 2C(黒鉛)＋4H(原子)＋O2(気体)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
⑦ 2C(黒鉛)＋2H2(気体)＋2O(原子)＝CH3COOH(液体)＋QkJ
問 2.
酢酸(液体)の生成熱 QkJ /mol を A,B,C を用いて示せ。
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例題 38. 次の文を読んで、下の問に答えよ。
問 1.
過酸化水素(気体)1mol が，水(気体)と酸素に分解するときに放出される熱量(kcal)は
いくらか。最も適当な数値を，下の①～⑥のうちから一つ選べ。ただし，必要が
あれば，次の結合エネルギー(kcal / mol)の値を用いよ。
O－O 35，O＝O 118，O－H 111
① 83 ② 24 ③ 18 ④ －18 ⑤ －24 ⑥ －83
炭素の昇華熱は 171.7 kcal/mol，水素の結合エネルギーは 104.2 kcal/mol，アセチレ
ンの生成熱は 54.2 kcal/mol の吸熱である。また，アセチレン中の C－H 結合の結
合エネルギーは 99.5 kcal/mol である。これより，アセチレン中の C≡C 結合の結
合エネルギーは何 kcal/mol か。①～⑤から最も近い値を一つ選びなさい。
問 2.
①
160.4 kcal/mol ②
194.4 kcal/mol
④
320.8 kcal/mol ⑤
481.2 kcal/mol
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③ 240.6 kcal/mol
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例題 39.
次の図は、1mol の水が気体状態の酸素原子と水素原子に分解するまでの過程をエネルギー
とともに示したものである。以下の各問いに答えよ。
2H (気体) ＋ O (気体)
247.8kJ
気体
気体
気体
気体
436.8kJ
243.6kJ
H2O (気体)
Q1kJ
Q2kJ
H2O (液体)
問 1. 水素 1.0g を完全燃焼すると、142.8kJ の発熱を伴って液体の水が生成した。この
ことから、反応熱 Q1 に最も近い値を次の①～⑤のうちから 1 つ選べ。
① 142.8 ② 214.2
問 2.
問 3.
③285.6
④ 357 ⑤ 428.4
反応熱 Q2 は何という反応熱か。次の①～⑧のうちから 1 つえらべ。
① 生成熱
② 燃焼熱
③中和熱
④融解熱
⑤蒸発熱
⑥溶解熱
⑦分解熱
⑧昇華熱
反応熱 Q2 に最も近い値を次の①～⑤のうちから 1 つ選べ。
① 29.4
② 42.0
③ 100.8
④ 113.4
⑤ 184.8
問 4. 水分子中の O－H 結合の結合エネルギーは何 kJ/mol か。最も近い値を次の①～⑤の
うちから 1 つ選べ。
① 336.8 ② 415.0
③ 436.8
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④ 464.1
⑤ 611.5
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