化学と本の巻~nao blog~

様々な本(小説や実用書)または化学(高校生向け)に関するトピックを紹介していきます。

化学の巻↓ 理論化学(高校)

反応熱と熱化学方程式(様々な熱やエネルギー)を理解しよう!

投稿日:9月 13, 2020 更新日:

今回は熱化学の分野について解説するにゃ。化学反応には熱を放出したり、あるいは熱を吸収する反応があるにゃ。その反応の様子を数値であらわしたものが熱化学方程式だにゃ。

・熱化学方程式とは?

熱が発生しながら進む反応が発熱反応、熱を吸収しながら進む反応が吸熱反応になります。

ここで熱化学方程式のルールを載せます。

  • 反応熱が発熱反応の時「+」、吸熱反応「-」。
  • 各化学式の物質の状態を固、液、気のように表す。
  • 同素体が存在するときはその名称を書く。C(黒鉛)など

例として炭素と水素の反応を載せます。

C(黒鉛) + 2H2(気)= CH4(気)+ 75kJ

・様々な反応熱について?

・燃焼熱について

燃焼熱は物質1molが酸素と反応して完全燃焼するときの反応熱です。完全燃焼はすべて発熱反応であることに注意しましょう。

CH4(気)+2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+891kJ

・生成熱について

生成熱は物質1molがその成分元素の単体から生成するときの反応熱です。

C(黒鉛) + 2H2(気)= CH4(気)+ 75kJ

・溶解熱について

溶解熱は物質1molを大量の溶媒に溶かしたときの熱です。

NaOH(固) + aq = NaOHaq +44.5kJ

・中和熱について

水溶液中で酸が放出した水素イオンH1molと塩基が放出した水酸化物イオンOH1molから水H2O1molが生成するときの反応熱を中和熱といいます。

HClaq +NaOH = H2O(液) + NaClaq +56.5kJ

・様々なエネルギーについて?

・結合エネルギーについて

共有結合を切断するのに必要なエネルギーが結合エネルギーになります。

メタンCH4(気)のC-H結合(結合エネルギー416kJ/mol)を切断すると

CH4(気)+416×4kJ=C(気)+4H(気) *416×4なのはC-H結合がメタンには4本あるので

上の式を整理すると

CH4(気)=C(気)+4H(気)-1664kJ

・格子エネルギーについて

結晶格子を分解した粒子にするのに必要なエネルギーを格子エネルギーと呼ぶ。

NaCl(固)+780kJ=Na(気)+Cl

NaCl(固)=Na(気)+Cl-780kJ

・イオン化エネルギーについて

原子から電子を受け取って陽イオンにするのに必要なエネルギーをイオン化エネルギーと呼ぶ。

Na(気)=Na(気)+e-496kJ

結合エネルギー、格子エネルギー、イオン化エネルギーは全て吸熱反応だニャ!

・様々な状態変化に関する熱について?

・蒸発熱について

HO(液)=HO(気)

液体を気体にするには44kJ必要だから

HO(液)+44kJ=HO(気)

HO(気)=HO(液)+44kJ

また、この逆反応の凝縮に必要な熱が凝縮熱で、その大きさは蒸発熱と同じである。

・融解熱について

HO(固)=HO(液)

固体を気体にするには6kJ必要だから

HO(固)+6kJ=HO(液)

HO(固)=HO(液)-6kJ

また、この逆反応の凝固に必要な熱が凝固熱で、その大きさは融解熱と同じである。

・演習問題

問題1.生成熱とは化合物1molが成分元素の(A)から生成するときに(B)または(C)する熱量をいう。燃焼熱は燃焼する物質1molが酸素と反応して完全燃焼するときに(D)する熱量をいう。

生成熱は物質により正の値を取る場合と負の値を取る場合がある。燃焼熱は常に正の値をとるにゃ。

解答(A)単体 (B)発生 (C)吸収 (D)発生

———————————————————————————————————————————–

問題2. 気体分子内の結合を切ってばらばらの原子にするときの変化は次のように表される。

CO2(気)=C(気)+2O2(気)ー1608kJ

C=Oの結合エネルギーは何kJ/molか?

CO2はO=C=Oと表されC=Oの結合は二個あることに注意にゃ。

解答. CO2の解離エネルギーは1608kJなのでC=Oの結合エネルギーは

1608kJ÷2mol=804kJ/mol

-化学の巻↓, 理論化学(高校)

執筆者:


comment

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

CAPTCHA


関連記事

ニオブ モリブテン テクネチウム ルテニウム(第5周期)

化学と本の巻~nao blog~ルビジウム ストロンチウム イットリウム ジルコニウム(第5周期)https://bolg-run-nao.com/rubidium-strontium-yttrium …

イオン結合とは何だ??詳しく知ろう!!

今回はイオン結合について解説していくにゃ。 組成式はしっかり覚える必要があるにゃ。そもそもイオンについて復習したい人は↓も浅瀬手読むといいにゃ! 化学と本の巻~nao blog~イオンの生成についてh …

酸化剤と還元剤について??(酸化還元滴定)

実は酸化還元反応には酸化剤と還元剤とうものがあるにゃ。今回はその酸化剤と還元剤について解説していくにゃ。 化学と本の巻~nao blog~酸化と還元についてhttps://bolg-run-nao.c …

溶液の濃度について?!計算の仕方を覚えよう(モル濃度、質量%濃度)

今回は濃度の表し方について解説していくにゃ。化学基礎の計算問題でよく問われる所だからしっかり勉強することが大事だにゃ。演習問題を多く出題するにゃ。 化学と本の巻~nao blog~物質量についてhtt …

バナジウム クロム マンガン 鉄について(第4周期)

化学と本の巻~nao blog~カリウム カルシウム スカンジウム チタン(第4周期)https://bolg-run-nao.com/potassium-calcium-scandium-titan …

 


nao(管理人)

こんにちは!このブログを運営するnaoです。現在某国立地方大学大学院修士2年生です。工学研究科に属していて主に化学を中心に学んでいます。このサイトでは化学と関わりのある内容および本の書評を投稿していきます。

所持資格↓

危険物取扱免状(甲種)、公害防止管理者水質第一種