化学反応とエネルギーの問題

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。

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。

$0.20mol/L$ の塩酸 $100\mathrm{mL}$ に、$0.10mol/L$ の水酸化ナトリウム水溶液 $300\mathrm{mL}$ を加えて混ぜた。このとき発生する熱量は何 $\mathrm{kJ}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、中和の反応エンタルピーは次の反応式で表されるものとし、塩酸と水酸化ナトリウムはどちらも水溶液中で完全に電離しているものとする。
$${\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}(\mathrm{aq})\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})\Delta H=-56\mathrm{kJ}$$

エチレン ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4$（気）と水素 ${\mathrm{H}}_2$（気）が反応してエタン ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6$（気）ができる反応は、次の反応式で表される。
$${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4(\text{気})+{\mathrm{H}}_2(\text{気})\to {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6(\text{気})\Delta H=x\mathrm{kJ}$$
${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4$（気）の生成エンタルピーを $52kJ/mol$、${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6$（気）の生成エンタルピーを $-84kJ/mol$ とするとき、$x$ の値を整数で求めよ。ただし、単体の生成エンタルピーは $0kJ/mol$ とする。