結合エネルギー 20230421 2 H2O (気) 1mol 中の0-H結合を, すべて切断するのに必要なエネルギーは何kJか。 最 も適当な数値を,下の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし, H-H および 0 0 の結合エ ネルギーは、それぞれ436kJ/mol, 498 kJ/mol とする。 また,H2O (液) の生成熱 [kJ/mol] および蒸発熱 [kJ/mol] は, それぞれ次の熱化学方程式で表されるものとする。 [] kJ 代入するだけ。 H2 (気) +1202 (気) = H20(液) + 286 kJ… (1) H2O (液) = H2O (気) - 44kJ ... (2) ① 443 ② 692 ③ 927 ④ 971 ⑤ 1176 [解答] N2とH2 から NH3 が生成する反応 N2 (気) + 3H2 (気) 2NH3 (気) について, 次の問い (a~c) に答えよ。 2 a (1) 式の反応における反応熱, および結合エネルギーの関係 を図1に示す。 NH3 分子の N-H結合1mol 当たりの結合エ ネルギーは何kJか。 最も適当な数値を、次の①~⑤のう ちから一つ選べ。 [ JkJ ① 46 ② 391 (3 782 ④ 1173 ⑤ 2346 とばす 高2N(気) 6H(気) チ N.(気) +6H(気) N₂()+3H₂ (9) 2NH (気) [946kJ |1308kJ 192kJ b (1) 弐の反応につい て文献を調べたとこ ろ、 右の記述 (ア~エ) および図2に示すエ ネルギー変化が掲載 されていた。 これら と図1をもとに,こ の反応のしくみや触 媒のはたらきに関す る次の記述 (I~III) について, 正誤の組 合せとして最も適当 なものを,下の①~ ⑧ のうちから一つ選 -1- 図1と図2より, N2, H2 分子の結合エ ( )組( ) 番 名前 ( (1) ① 正 ② (2) ③ (4) 文献調査のまとめ 触媒がないとき ア (1) 式の反応は,いくつかの反応段階を経て進行する｡ イ正反応の活性化エネルギーは,234kJである。 触媒があるとき ウ (1) 式の反応は,いくつかの反応段階を経て進行する｡ エ正反応の活性化エネルギーは, 96kJである。 | N.(気) +3H2(笑) 触媒あり I II III I ⅡI III IE IE IE ⑤ 誤 正 IE 正 IE IE IE (6) 誤 IE 誤 IE ⑦ 誤 IE 正 誤 誤 8 誤 誤 234kJ 反応の進む方向 図2 NH」の生成反応におけるエネルギー変化 ネルギーと活性化エネルギーを比較すると, (1) 式の反応は気体状態で次の反応段階 を経ていないことがわかる。 N2 (気) → 2N (気) ･･･ (2) H2 (気) → 2H(気) ･･･ (3) 1 ⅡⅠ 図2より, 触媒のあるときもないときも、 逆反応の活性化エネルギーは正反応よ りも大きいことがわかる。 図2より, 反応熱の大きさは, 触媒の有無にかかわらず, 変わらないことがわか る。 ( ) 正 96kJ 誤 誤 ) 2NH, ()