化学反応とエネルギーの問題

気体の塩化水素 $\text{HCl}$ $1\text{mol}$ が、気体の水素と気体の塩素から生じる反応は、次の反応エンタルピーを付した反応式で表される。
$$\frac{1}{2}{\text{H}}_2(\text{気})+\frac{1}{2}{\text{Cl}}_2(\text{気})⟶\text{HCl}(\text{気})\Delta H=-92.5\text{kJ}$$

$\text{H-H}$ 結合の結合エネルギーを $436\text{kJ/mol}$、$\text{Cl-Cl}$ 結合の結合エネルギーを $243\text{kJ/mol}$ とする。反応物・生成物はすべて気体で、反応エンタルピーと結合エネルギーは同じ温度・圧力での値とする。

$\text{H-Cl}$ 結合の結合エネルギーは何 kJ/mol か。整数で求めよ。

プロパン ${\text{C}}_3{\text{H}}_8$ の燃焼は、次の反応エンタルピーを付した反応式で表される。
$${\text{C}}_3{\text{H}}_8(\text{気})+5{\text{O}}_2(\text{気})⟶3{\text{CO}}_2(\text{気})+4{\text{H}}_2\text{O}(\text{液})\Delta H=-2219\text{kJ}$$

プロパン $8.8\text{g}$ を、十分な量の酸素と一定圧力のもとで完全に燃焼させ、生じた水はすべて液体になったとする。このとき放出される熱量は何 kJ か。原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{C}=12$ とし、有効数字 2 桁で求めよ。

水素と酸素から水ができる反応について、生じる水が液体のときと気体のときの反応エンタルピーは、それぞれ次のように表される。

$${\mathrm{H}}_2(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})\Delta H_1=-286\mathrm{kJ}(1)$$

$${\mathrm{H}}_2(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{気})\Delta H_2=-242\mathrm{kJ}(2)$$

これらを用いて、液体の水 $1\mathrm{mol}$ が蒸発する変化

$${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{気})\Delta H=x\mathrm{kJ}$$

の $x$ の値を求めよ。ただし、すべての変化は同じ温度・圧力のもとで考えるものとする。

水素と酸素から液体の水ができる反応は、反応エンタルピーを付して次のように表される。

$$2{\mathrm{H}}_2(\text{気})+{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})\Delta H=-572\mathrm{kJ}$$

これをもとに、液体の水 $1\mathrm{mol}$ を水素と酸素に分解する反応

$${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})⟶{\mathrm{H}}_2(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})\Delta H=x\mathrm{kJ}$$

の $x$ の値を求めよ。ただし、どちらの反応も同じ温度・圧力のもとで考えるものとする。

窒素と水素からアンモニアが生成する反応は、次の熱化学反応式で表される。

$${\text{N}}_2(\text{気})+3{\text{H}}_2(\text{気})⟶2{\text{NH}}_3(\text{気})\Delta H=Q\text{kJ}$$

結合エネルギーを $\text{N}\equiv \text{N}$ $945\text{kJ/mol}$、$\text{H-H}$ $436\text{kJ/mol}$、$\text{N-H}$ $391\text{kJ/mol}$ として、$Q$ の値を求めよ。整数で答えよ。