化学の巻(高校化学) 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)

理論化学(11)大学入試対策[熱化学]

投稿日:10月 13, 2021 更新日:

・問題1生成熱と燃焼熱

(問題)水(液体)の生成熱は286kJ/mol、二酸化炭素の生成熱は394kJ/molである。次の熱化学方程式を用いて下記の各問いに答えよ。

C3H8+5O2=3O2+4H2O(液)+2220kJ

C3H6+H2=C3H8+126kJ

(1)プロパン(C3H8)の生成熱は何kJ/molか。

(2)プロペン(C3H6)の生成熱は何kJ/molか。

(3)プロペン(C3H6)の燃焼熱は何kJ/molか。

解答(1)+106kJ/mol (2)―20kJ/mol(3)+2060kJ/mol


・問題2 結合エネルギー

解答

(1)メタンの燃焼熱を求める式

C(黒)+2H2=CH4+Q[kJ]/molとすると

②+③×2―①を計算するとQ=+75kJ/mol

次にアセチレンを求める式

2C(黒)+2H2=C2H2+Q[kJ/mol]

Q[kJ]=―232kJ/mol

(2)共有結合1molを切断してばらばらの原子にするエネルギーが結合エネルギーである。

熱化学方程式で表すときは共有結合を切断するときは吸熱(―)、共有結合を生成するときは発熱(+)となる。しかし通常結合エネルギーは正の値で表す。結合エネルギーを使って反応熱を求めるときは反応の途中にばらばらの原子の状態に解離した中間状態を経て反応が進む。なので反応経路をとって反応が進行したときのエネルギー図を書くといい、エネルギーの吸収量と発生量を調べその過不足が反応熱となる。

(反応熱)=(生成物の結合エネルギー)―(反応物の結合エネルギーの和)


問題3 溶解熱と中和熱

(1)水酸化ナトリウム4.0gをビーカーに入れた25℃の水100gnに加えて溶解したところ水溶液の温度は下図のように変化した。この実験から求められる水酸化ナトリウムの溶解熱[kJ/mol]はいくらか。ただし水酸化ナトリウムの式量を40、水溶液の比熱を4.2J/(g・K)とする。

(2)断熱性の容器中で0.50mol/L水酸化ナトリウム水溶液100mLと0.50mol/L塩酸100mLを混合したところ、中和熱により温度がT1[K]上昇した。この実験から求められる中和熱[kJ/mol]はいくらか。ただし混合前の水溶液の密度はいずれも1.0g/mLとして混合後の水溶液の比熱は4.2J/(g・K)とする。

(解答)(1)44kJ/mol     (2)16.8T1


問題4 格子エネルギーとヘスの法則

 1molのNaClの結晶を気体状態のNa+とClにばらばらにするのに必要なエネルギーを格子エネルギーという。格子エネルギーを直接測定するのは困難であるが、この値は次にあげる①~⑤のエネルギーの値を使うとヘスの法則を用いて計算でもとめることができる。

①Naの昇華熱は109kJ/molである。ここでNa(気)は単原子分子とする。

②Cl2の結合エネルギーは243kJ/molである。

③Naの第一イオン化エネルギーは498kJ/molである。

④Clの電子親和力は356kJ/molである。

⑤NaCl結晶の生成熱は410kJ/molの発熱である。

(1)①~⑤の内容を熱化学方程式で表せ。(例)CH4+2O2=CO2+2H2O(液)+891kJ

(2)NaCl結晶の格子エネルギーは何kJ/molか。

(3)1molの気体状態のNa+が多量の水に溶解すると406kJの発熱がある。これをNa+(気)の水和熱といい、熱化学方程式で表すとNa+(気)+aq=Na+aq+406kJとなる。同様にCl(気)の水和熱は+373kJ/nolである。以上のことからNaCl結晶の水への溶解熱は何kJ/molになるか。

解答)(1)下の解説を参照 (2)782.5kJ/mol (3)―3.5kJ/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

緩衝液、塩の加水分解とは??(公式を導いていく)

電離平衡についてまずは復習したい人は↓からいけるよ 化学と本の巻~nao blog~電離平衡とは?https://bolg-run-nao.com/ionization-equilibrium今回は電 …

単糖類、二糖類、多糖類(それぞれの特徴は何か??)

糖は身近の食べ物の中に沢山含まれているにゃ。フルクトースはくだものなどガラクトースは寒天、マンノースはこんにゃくの成分だにゃ! 目次 単糖類二糖類多糖類演習問題 糖類には単糖類、二糖類、多糖類の種類が …

物質の工業的製法(1)[アンモニア、硝酸、硫酸、鉄]

今回はアンモニア、硝酸、硫酸、鉄の工業的製法について学習していくにゃ! 目次 ハーバー法(アンモニア)オストワルト法(硝酸)接触法(硫酸)鉄の製錬演習問題 ・ハーバー法(アンモニア) アンモニアは窒素 …

中和反応とは??中和についてしっかり知ろう!

今回は主に中和反応についてとりあげていくにゃ。酸と塩基の化学反応についての所で非常に重要な分野だにゃ。 化学と本の巻~nao blog~水素イオン濃度とpHについてhttps://bolg-run-n …

アルデヒド・ケトンについての性質と反応性をしっかりと理解しよう!

今回は有機化学の中でもテストでの出題が問われやすいところだにゃ。頑張るぞ! 目次 アルデヒドの性質と反応性とは?ケトンの性質とヨードホルム反応演習問題 ・アルデヒドの性質と反応性とは?  アルデヒドと …

 


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