熱化学方程式【高校化学・化学基礎一問一答】

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一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

化学反応式の右辺に【１】を書き、右辺と左辺を【２（記号）】で結んだ式を【３】という。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】反応熱【２】＝【３】熱化学方程式

化学反応式に熱量を書き込んだものを熱化学方程式という。

熱化学方程式では係数は物質量、化学式はその物質1molがもつ化学エネルギーを表している。

熱化学方程式では両辺を「=」で結ぶ。（化学反応式のように「→」ではない）

これは両辺のエネルギーの総和が等しいことを意味している。

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

熱化学方程式で表される化学反応が発熱反応である場合、反応熱は【１（+or-）】で表される。吸熱反応である場合、反応熱は【２（+or-）】で表される。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】+【２】-

熱化学方程式で表される化学反応が発熱反応である場合、反応熱は+で表される。吸熱反応である場合、反応熱は-で表される。

問３

【】に当てはまる用語を答えよ。

熱化学方程式の左辺（反応物）のエネルギーの総量が右辺（生成物）のエネルギーの総量よりも大きい場合は【１】反応、小さい場合は【２】反応である。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：【１】発熱【２】吸熱

化学反応や状態変化によって物質の結合状態が変化すると物質の持つエネルギー（化学エネルギー）が変化する。
反応前後の化学エネルギー差が、熱の出入りとして現れるとき、熱が発生する場合を発熱反応、吸収する場合を吸熱反応という。

問４

メタンCH₄の生成反応は次の熱化学方程式で表される。

C(黒鉛)+2H₂(気)=CH₄(気)+QkJ

以下の反応熱を用いてメタンの生成熱Qを求めよ。

黒鉛の燃焼熱：394kJ/mol
メタンの燃焼熱：890kJ/mol
水素の燃焼熱：286kJ/mol

【問４】解答/解説：タップで表示

解答：76kJ

今回は求めたい熱量QkJを含む熱化学方程式（今回はこれを与式とする）がすでに与えられている。
一方、黒鉛・メタン・水素の燃焼反応は反応熱（燃焼熱）のみが与えられており、熱化学方程式が与えられていないので、STEP1ではそれを書く。

STEP1
問題文より…

黒鉛の燃焼熱：394kJ/mol
メタンの燃焼熱： 890kJ/mol
水素の燃焼熱： 286kJ/mol

なので、次のような式を立てることができる。

STEP2
与式中にある物質を、STEP1で作成した熱化学方程式中から見つける。

STEP3
求めたい熱量QkJを求める。