化学反応とエネルギーの問題

断熱容器に入れた水 $48.0\mathrm{g}$ に、固体の水酸化ナトリウム $\mathrm{NaOH}$ $2.00\mathrm{g}$ を加えて完全に溶かしたところ、水溶液の温度が $10.0\mathrm{K}$ 上昇した。

水酸化ナトリウム $1\mathrm{mol}$ が水に溶けるときに発生する熱量は何 $\mathrm{kJ}$ か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{O}=16$、$\mathrm{Na}=23$ とし、水溶液の比熱は $4.2J/(\mathrm{g}\cdot \mathrm{K})$ とする。発生した熱はすべて水溶液の温度上昇に使われ、容器や周囲への熱の出入りはないものとする。

発泡ポリスチレンの断熱容器に $25.0{}^{\circ }\text{C}$ の水 $92.0\text{g}$ を入れ、同じ温度の硝酸アンモニウム ${\text{NH}}_4{\text{NO}}_3$ の結晶 $8.0\text{g}$ を加えてすばやくかき混ぜ、完全に溶かした。このとき、水溶液の温度は下がり、最低で $19.0{}^{\circ }\text{C}$ になった。

水溶液の比熱は $4.2\text{J/(g}\cdot \text{K)}$ とし、容器や外部との熱の出入りはないものとする。原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{N}=14$、$\text{O}=16$ とする。

この実験の結果から求められる、硝酸アンモニウムの溶解エンタルピーは何 $\text{kJ/mol}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。

熱容量が $80J/K$ の熱量計（容器）に入れた水溶液の中で発熱反応を起こしたところ、水溶液と熱量計の温度がともに $5.0\mathrm{K}$ 上昇した。反応後の水溶液の質量は $100\mathrm{g}$、比熱は $4.2J/(\mathrm{g}\cdot \mathrm{K})$ である。この反応で発生した熱量は何 $\mathrm{kJ}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、発生した熱はすべて水溶液と熱量計の温度上昇に使われ、外部には逃げないものとする。

熱量計の容器に $20.0{}^{\circ }\text{C}$ の水 $500\text{g}$ を入れ、容器内でエタノール ${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}$（液体）$0.46\text{g}$ を十分な量の酸素と完全燃焼させた。燃焼で生じた熱はすべて水と容器に吸収され、水と容器の温度はどちらも $25.7{}^{\circ }\text{C}$ になった。

水の比熱は $4.2\text{J/(g}\cdot \text{K)}$、容器の熱容量は $300\text{J/K}$ とし、熱は外部に逃げないものとする。燃焼で生じた水と二酸化炭素、加えた酸素が吸収する熱は無視する。原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{C}=12$、$\text{O}=16$ とする。

この実験の結果から、エタノール $1\text{mol}$ が完全燃焼するときに放出される熱量は何 kJ か。有効数字 2 桁で求めよ。

アルコールランプでエタノール ${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}$（液体）$2.3\text{g}$ を完全燃焼させ、ビーカーに入れた $20.0{}^{\circ }\text{C}$ の水 $500\text{g}$ を加熱した。燃焼で発生した熱のうち $40\%$ だけが水の温度上昇に使われ、残りは周囲に逃げたものとする。

エタノール（液体）の燃焼エンタルピーは $-1368\text{kJ/mol}$、水の比熱は $4.2\text{J/(g}\cdot \text{K)}$ とする。また、水の蒸発は無視し、原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{C}=12$、$\text{O}=16$ とする。

加熱後の水の温度は何 ${}^{\circ }\text{C}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。