化学反応とエネルギー（知識）の問題

一定圧力のもとで起こる次のア〜オの変化のうち、変化に伴うエンタルピー変化 $\Delta H$ が正の値となるもの（周囲から熱を吸収するもの）を、すべて選べ。

• ア　水素 ${\mathrm{H}}_2$ が酸素 ${\mathrm{O}}_2$ と反応して、液体の水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ が生じる。
• イ　炭酸カルシウム $\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3$ が分解して、酸化カルシウム $\mathrm{CaO}$ と二酸化炭素 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ が生じる。
• ウ　酸化カルシウム $\mathrm{CaO}$ が水と反応して、水酸化カルシウム $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$ が生じる。
• エ　硝酸アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$ の結晶が多量の水に溶解する。
• オ　水蒸気が凝縮して、液体の水になる。

断熱容器に入れた $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ の水に、$25{}^{\circ }\mathrm{C}$ のある塩 X の固体を加えてかき混ぜたところ、外部から加熱も冷却もしていないのに X はすべて溶け、水溶液の温度は $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ より低くなった。実験は一定圧力のもとで行い、容器と外部との熱の出入りはないものとする。

この X の水への溶解（X の固体 $⟶$ X の水溶液）について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、変化に伴うエンタルピー変化を $\Delta H$ で表し、発熱変化では $\Delta H<0$ とする。

• ア　水溶液の温度が下がったことから、この溶解は周囲に熱を放出する変化であり、$\Delta H<0$ である。
• イ　$\Delta H$ が正の値になる変化は、外部から加熱し続けない限り起こらない。
• ウ　X の水溶液から X の固体が析出する変化（溶解の逆向きの変化）の $\Delta H$ も、溶解と同じく正の値である。
• エ　溶解後の状態（X が溶けた水溶液）のエンタルピーは、溶解前の状態（X の固体と水）のエンタルピーより大きい。
• オ　同じ量の水に溶かす X の物質量を 2 倍にしても（すべて溶けるものとする）、溶解に伴って吸収される熱量は変わらない。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜エから 1 つ選べ。ただし、反応はすべて一定圧力のもとで起こるものとし、反応エンタルピーは $\Delta H$（発熱反応で $\Delta H<0$）で表す。

「反応物と生成物がすべて気体である反応では、反応エンタルピー $\Delta H$ は、各物質に含まれる共有結合の結合エネルギーを用いて、（ a ）として求めることができる。一方、メタン $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$ の燃焼で、生成物の水が液体である場合の $\Delta H$ を求めるときは、結合エネルギーから求めた値に、水の（ b ）に伴うエンタルピー変化を加える必要がある。」

反応エンタルピーの種類と、状態変化に伴うエンタルピー変化に関する記述として誤っているものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、反応や変化はすべて一定圧力のもとで起こるものとする。

• ア　燃焼エンタルピーは、物質 $1\mathrm{mol}$ が完全燃焼するときの反応エンタルピーであり、その値は常に負である。
• イ　生成エンタルピーは、化合物 $1\mathrm{mol}$ がその成分元素の単体から生じるときの反応エンタルピーである。
• ウ　溶解エンタルピーは、物質 $1\mathrm{mol}$ が多量の溶媒に溶けるときのエンタルピー変化であり、その値はどの物質でも負である。
• エ　中和エンタルピーは、酸と塩基が中和反応して水 $1\mathrm{mol}$ が生じるときの反応エンタルピーである。
• オ　水蒸気が凝縮して液体の水になるときのエンタルピー変化は、負の値である。

次の化学反応式で表される変化のうち、その反応エンタルピー $\Delta H$ が、ある物質の生成エンタルピーであり、同時に別のある物質の燃焼エンタルピーでもあるものとして最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、生成エンタルピー・燃焼エンタルピーは 25 ℃、$1.013\times 10^5\mathrm{Pa}$ における値とし、燃焼で生じる水は液体とする。

• ア　$\frac{1}{2}{\mathrm{N}}_2(\text{気})+\frac{3}{2}{\mathrm{H}}_2(\text{気})⟶\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(\text{気})$
• イ　${\mathrm{H}}_2(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{気})$
• ウ　$\mathrm{CO}(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{気})$
• エ　$\mathrm{C}(\text{黒鉛})+{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{気})$
• オ　$2{\mathrm{H}}_2(\text{気})+{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})$