65 [結合エネルギー] 右図は水素H2, ヨウ素I2, 2H(気)+2I(気) 高 ヨウ化水素HIからなる種々の状態のエネルギーを 示している。ただし, 25°℃, 1.01 × 10°Paにおけ るHe(気)および I2 (固)のエネルギーを0とする。 (1) ヨウ化水素1 mol をすべて原子の状態にするの 151kJ ,2H(気) + I2(気) に必要なエネルギーは何KJか。 ル (2) H2(気)+ I2 (気) > 2HI (気)の反応熱を求め ギ |436KJ よ。 (3) He(気)+ I2 (固) → 2HI(気)の反応熱を求め H2(気) + I2(気)」 H2(気) + I2(固)、 よ。 (4))水素と臭素から臭化水素が生成するときの熱化 学方程式は,次式で表される。 H2(気)+ Br2 (液) 3D 2HBr (気)+ 73kJ Br-Br, H-Brの結合エネルギーを192kJ/mol, 366kJ/molとすると,臭素の蒸 発熱は何KJ/molか。 2HI(気) 62kJ 53kJ 低 (広島大 改)

エネルギー差の半分になる。すなわち, 62 + 436 + 151-53 2 298kJ/mol (2) He(気)+ I2 (気)と2HI (気)のエネルギー差に相当 する。62-53=9kJ/mol (3) He(気)+I2 (固) と 2HI (気)のエネルギー差に相当 する。H2(気)+ I2 (固) が2HI (気)よりもエネルギー が小さいので,吸熱反応であることがわかる。ゆえに, - 53kJ/mol (4) 臭素Br2が蒸発するときの熱量を求める問題である から,Br2 の状態(液体か気体か)を明確に記し, 熱化 学方程式で表す。 蒸発熱は蒸発するのに必要な熱であ り,結合エネルギーは気体物質中の結合1mol を切断 するのに必要なエネルギーであるから,いずれも吸熱 であり,熱化学方程式の中では一の値で示される。 与えられた熱化学方程式は, H2(気)+ Br2 (液) 3D 2HBr (気)+ 73kJ…… Br-Br と H-Br の結合エネルギーを熱化学方程式で 示すと, Bre(気)= 2Br(気) - 192kJ HBr(気)= H (気) + Br (気) -366kJ… 求める反応熱をQ[kJ]とすると, Brz (液) 3D Br2 (気) + Q[kJ】… の~3式を組み合わせて④をつくろうとすると, He(気)とH(気)が残る。このことから, ①~③以外 にH-Hの結合エネルギーが必要だとわかる。これは, エネルギー図から436kJ/mol とわかる。 H2(気)= 2H (気) - 436kJ… の式+3式×2-②式-⑤式より, Q=73kJ-366kJ×2+192kJ+ 436kJ= -31kJ 2 3 高 2H(気)+2Br(気) (436+192)kJ He(気)+Bra(気) Q(kJ] 366KJ×2 H2(気)+Br2(液) 5 73kJ 2HBr(気) 低 エネルギー