Cに ご用 土 56. H2O と結合エネルギー 3分 H2O (気)1mol中のO-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,後の①~⑤のうちから一つ選べ。ただし, H-H および O=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) の生成エンタルピー [kJ/mol]および蒸発エンタルピー〔kJ/mol]は,それぞれ次の化学反応式で表されるものとする。 H2(気) + 1/12/02(気) 1/12/02(気)→H2O(液) AH=-286kJ ...(1) H2O (液) H2O (気) AH=44kJ ...(2) ① 443 ② 692 ③ 927 ④ 971 ⑤ 1176 [1997 追試改〕 第4章 化学反応と熱・光 | 39

in/5 (液) =-290kJ +2H2O( .---(i) --890 kJ (i) (1)+420) 2220kJ... (ii) (1)式+(2)より H2O (気)の生成エンタルピーを表すと, は,1560kI③ H2(気) + 1/1202(気) H2O(気) ▲H2=-242kJ ...(ii) 54 54 きの反応エンタル 与えられた二つの化学反応式の反応エンタルピー a, b 問題文の図に書きこむと, 右図のようになる。 H-H. また, 与えられた結合エネルギーを表すと, H2(気) → 2H (気) AH=436kJ (iii) AH=498kJ ...(iv) → 20(気) C(黒鉛) +2H2+202 O-O g /mol =-145kj |エンタルピー AH=a(kJ) AH=x (kJ] (1)式(1)+(i)式+1/2 (iv)式であるから, CH4+2O2 CO2+2H2+O2 AH- AH2+AHs+ 11/1/2×H AH=26〔kJ〕 AH=c[kJ]] CO2+2H2O Q[kJ]=-(-242) KJ+436KJ + 1×498kJ 1 nol ≒-55.6kj この図から, a+2b=x+c の関係がわかる。 よって,反応エンタルピーは,x=a+2b-c⑤ =927kJ ③ (別解 エネルギー図より, ≒-50.5kJ 55 1 ア vol 外界に放出す Lの物質を ピーは, -12.9 kJ -39.7kJ 求めるCO2(気) の生成エンタルピーをx [kJ/mol], H2O (液)の生成エンタルピーをy [kJ/mol] とする。 メタノー ル CH3OH (液) とエタノール C2H5OH (液) の燃焼反応の エンタルピー変化は, 3 CH3OH (液) + 202(A) 2H (気) +O(気) 2 AH=436kJ +498x- 3x/k エネルギー AH=Q[kJ] H2(気) + 1/1202(気) H2O (気) AH=-286kJ AH=44kJ AH 土n=239KJ/mol ×1mol 単体のAH 土 =0kJ/mol CO2(気) + 2H2O (液) [kJ/mol] ×1mol y [kJ/mol] ×2mol H2O (液) Q[kJ] +44kJ=436kJ+498KJ × 1/12 +286kJ よって, Q=927kJ ③ (別解 (ii) 式について, 反応エンタルピー=(反応物の結合エネルギーの総和) - 生成物の結合エネルギーの総和)より、 -242 kJ (436kJ/mol×1mol +498kJ/molx/1/27 mol) - Q [kJ] AH=-727kJ･･･(i) 1 C2H5OH (液) + 302(気) AH=278kJ/mol ×1mol 単体のAH 生=0kJ/mol H2O (気)の生成エンタルピー に放出す 2CO2(気) + 3H2O ( 液 ) [kJ/mol] ×2mol y [kJ/mol] ×3mol AH2=1368kJ ･･･ (ii) H-H 物質量 反応エンタルピー= (生成物の生成エンタルピーの総和) Q=927 kJ エンタル プロ (i)式より, コパン (iv) C, であ 応 11 (反応物の生成エンタルピーの総和)なので, -727kJ= (x[kJ] +2y[kJ])(-239) kJ x+2y=-966 (ii)式より, -1368 kJ=(2x (kJ) +3y (kJ))-(-278) kJ 2x+3y=-1646 (ii), (iv) 式を解くと, x=-394kJ/mol⑤ y=-286kJ/mol@ 56 ③ 2 (!!!)... ･･(iv) H2O (気) 1mol中のO-H 結合をすべて切断するのに必 要なエネルギーをQ [kJ] としてエンタルピー変化を表 すと, H2O (気) 2H(気) +O(気) AH」=Q[kJ] ...(i) O=O

No. Date 2H(気)+0(気) 1436 685 (気)+(税) He(気)+202(気)249 結合 燃焼 生成 HO(気) H2D(液) 結合を切る対 結合エネルギー ①×0-0の結合エネルギーは249-x51moeである 1/2molの12を切ったとき 249を表すから、 242927 ⑤ 結合エネルギー 気体 O-H2つ切って927 927 2 ↑ = 413.5 15/mal OHの結合エネルギー ○H-Hの結合エネルギーは43bkJ/mである。