化学反応とエネルギー（知識）の問題

化学反応によって生じた、エネルギーの高い状態の物質が、そのエネルギーを光として放出する現象を化学発光という。化学発光にあてはまる現象として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア　塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ に光を当てると、分解して銀が生じ、黒っぽく変色する。
- イ　植物の葉の葉緑体で、光のエネルギーを使って二酸化炭素と水からグルコースと酸素がつくられる。
- ウ　化学かいろの中で、鉄粉が空気中の酸素と反応して温度が上がる。
- エ　ルミノールを塩基性の水溶液にとかし、過酸化水素 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ を加えると、ルミノールが酸化されて青白く光る。

化学反応と光の関係について述べた文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、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　水素と塩素の混合気体は、暗所でも常温ですみやかに反応して塩化水素を生じ、光を当てても反応の進み方はほとんど変わらない。
• イ　光合成は、光エネルギーを吸収して二酸化炭素と水からグルコースなどの糖と酸素をつくる反応であり、全体として $\Delta H<0$ の反応である。
• ウ　酸化チタン(IV) $\mathrm{Ti}{\mathrm{O}}_2$ は、光（紫外線）が当たると、自身は変化せずに表面に付着した有機物などを分解する反応を促進するので、光触媒として利用されている。
• エ　臭化銀 $\mathrm{AgBr}$ に光を当てると、銀イオンが酸化されて銀が析出する。
• オ　ルミノールの反応のように、化学反応によって生じたエネルギーの高い状態の物質が光を放出する現象を、光化学反応という。

建物の外壁やガラスの表面に酸化チタン(IV) $\mathrm{Ti}{\mathrm{O}}_2$ を薄く塗っておくと、太陽光などに含まれる紫外線が当たったときに、表面に付着した有機物の汚れが酸化・分解されやすくなる。このとき酸化チタン(IV) 自身は、反応の前後で変化しない。このように、光を吸収することで、自身は変化せずに化学反応を促進するはたらきをもつ物質を何というか。漢字 3 文字で答えよ。

化学反応と光の関係には、光を吸収して反応が起こる場合と、反応に伴って光が放出される場合がある。次のア〜オのうち、化学反応によって生じたエネルギーが光として放出される現象（化学発光）の例として最も適当なものを 1 つ選べ。

• ア　塩化銀に光を当てると、塩化銀が分解して銀が遊離し、黒ずんでいく。
• イ　水素と塩素の混合気体に強い光を当てると、爆発的に反応して塩化水素が生じる。
• ウ　酸化チタン(IV) に紫外線を当てると、その表面に付着した有機物が分解される。
• エ　ルミノールの塩基性水溶液に過酸化水素水を加え、触媒の存在下で反応させると、青白く光る。
• オ　植物の葉緑体で、光のエネルギーを用いて二酸化炭素と水からグルコースと酸素がつくられる。

一定の圧力のもとで、同じ物質量の固体の水酸化ナトリウムを、次の 2 通りの方法で塩酸と反応させる。どちらの方法でも、用いる水・塩化水素の量は同じであり、最後には同じ温度・同じ組成の塩化ナトリウム水溶液になるものとする。

• 方法 1: 固体の水酸化ナトリウムをまず水に溶かして水溶液にし（段階 A）、その水溶液を塩酸と混ぜて中和させる（段階 B）。
• 方法 2: 固体の水酸化ナトリウムを、直接、塩酸に加えて溶かし、中和させる（段階 C）。

段階 A・B・C の反応エンタルピーをそれぞれ $\Delta H_{\mathrm{A}}$、$\Delta H_{\mathrm{B}}$、$\Delta H_{\mathrm{C}}$ とする。これらについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　方法 2 は方法 1 より段階の数が少ないので、$\Delta H_{\mathrm{C}}$ の絶対値は $\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ の絶対値より小さくなる。
• イ　方法 1 は方法 2 より反応が終わるまでに長い時間がかかるので、$\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ の絶対値は $\Delta H_{\mathrm{C}}$ の絶対値より大きくなる。
• ウ　変化の始めの状態と終わりの状態が同じなので、$\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ は $\Delta H_{\mathrm{C}}$ と等しい。
• エ　$\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ と $\Delta H_{\mathrm{C}}$ が等しくなるのは中和反応の場合に限られ、溶解だけからなる変化などではこのような関係は成り立たない。