化学反応とエネルギー（知識）の問題

発熱反応・吸熱反応と反応エンタルピー $\Delta H$ 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、反応は一定の圧力のもとで行うものとする。

• ア　発熱反応では、生成物のエンタルピーの総和は、反応物のエンタルピーの総和より大きい。
• イ　断熱した容器の中で吸熱反応が起こると、容器内の温度は上がる。
• ウ　吸熱反応の反応エンタルピー $\Delta H$ は、正の値である。
• エ　メタンが完全燃焼する反応の反応エンタルピー $\Delta H$ は、正の値である。
• オ　反応エンタルピー $\Delta H$ は、反応物のエンタルピーの総和から生成物のエンタルピーの総和を引いた値である。

結合エネルギーと反応エンタルピーの関係について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、反応エンタルピーは $\Delta H$ で表し、発熱反応では $\Delta H<0$ とする。

• ア　結合エネルギーとは、気体分子の中の共有結合 $1\mathrm{mol}$ を切断して、気体状態の原子にするのに必要なエネルギーである。
• イ　気体分子の共有結合を切断する変化は発熱反応であり、その $\Delta H$ は負の値になる。
• ウ　反応物と生成物がすべて気体である反応で、反応物の結合エネルギーの総和が生成物の結合エネルギーの総和より大きいとき、その反応は吸熱反応である。
• エ　変化 ${\mathrm{H}}_2(\text{気})⟶2\mathrm{H}(\text{気})$ の $\Delta H$ は、$\mathrm{H}-\mathrm{H}$ 結合の結合エネルギーと絶対値が等しく、正の値である。
• オ　結合エネルギーの値だけを用いれば、反応物や生成物に液体や固体を含む反応の反応エンタルピーも、すべて気体の反応の場合と同じように求めることができる。

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。」

結合エネルギーと反応エンタルピー $\Delta H$ の関係について述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 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し、発熱反応では $\Delta H<0$ とする。

• ア　${\mathrm{H}}_2(\text{気})⟶2\mathrm{H}(\text{気})$ の変化の $\Delta H$ は正の値であり、その大きさは $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ 結合の結合エネルギーに等しい。
• イ　$2\mathrm{H}(\text{気})⟶{\mathrm{H}}_2(\text{気})$ の変化は、原子どうしが結合をつくる変化なので発熱反応であり、$\Delta H<0$ である。
• ウ　メタン $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4(\text{気})$ の 4 つの $\mathrm{C}-\mathrm{H}$ 結合をすべて切って $\mathrm{C}(\text{気})$ と $4\mathrm{H}(\text{気})$ にする変化の $\Delta H$ は、$\mathrm{C}-\mathrm{H}$ 結合の結合エネルギーの 4 倍として表される。
• エ　反応物と生成物がすべて気体の反応では、反応エンタルピーは「（生成物の結合エネルギーの総和）$-$（反応物の結合エネルギーの総和）」で求められる。
• オ　反応物や生成物に液体や固体が含まれる反応では、結合エネルギーの値だけでは反応エンタルピーを求めることができず、蒸発エンタルピーなどの状態変化に伴うエンタルピー変化も考える必要がある。

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、下のア〜エから 1 つ選べ。

気体分子中の共有結合 1 mol を切って気体の原子にするのに必要なエネルギーを、その結合の結合エネルギーという。共有結合を切るときには、エネルギーを（ a ）する。反応物も生成物もすべて気体である反応では、反応物の結合をすべて切って原子にし、その原子から生成物の結合をつくると考えることができる。そのため、反応物の結合エネルギーの和が生成物の結合エネルギーの和より大きい反応は、（ b ）反応である。