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。

メタン $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$ の燃焼は、反応エンタルピーを付して次のように表される。

$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4(\text{気})+2{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{気})+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})\Delta H=-890\mathrm{kJ}$$

メタン $3.20\mathrm{g}$ を十分な量の酸素で完全に燃焼させたとき、発生する熱量は何 $\mathrm{kJ}$ か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{C}=12$ とし、反応は上の式と同じ温度・圧力のもとで起こるものとする。

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。

次の 2 つの反応エンタルピーを付した反応式が与えられている（どちらも同じ温度・圧力での値）。
$$\text{C}(\text{黒鉛})+{\text{O}}_2(\text{気})⟶{\text{CO}}_2(\text{気})\Delta H_1=-394\text{kJ}(1)$$
$$\text{CO}(\text{気})+\frac{1}{2}{\text{O}}_2(\text{気})⟶{\text{CO}}_2(\text{気})\Delta H_2=-283\text{kJ}(2)$$

黒鉛から一酸化炭素が生じる反応
$$\text{C}(\text{黒鉛})+\frac{1}{2}{\text{O}}_2(\text{気})⟶\text{CO}(\text{気})$$
の反応エンタルピー $\Delta H$ は何 kJ か。同じ温度・圧力での値として、整数で求めよ。

エチレン ${\text{C}}_2{\text{H}}_4$ に水素 ${\text{H}}_2$ を付加させてエタン ${\text{C}}_2{\text{H}}_6$ をつくる反応は、次の熱化学反応式で表される。

$${\text{C}}_2{\text{H}}_4(\text{気})+{\text{H}}_2(\text{気})⟶{\text{C}}_2{\text{H}}_6(\text{気})\Delta H=x\text{kJ}$$

$25{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ におけるエチレン（気体）、水素（気体）、エタン（気体）の燃焼エンタルピーは、それぞれ $-1411\text{kJ/mol}$、$-286\text{kJ/mol}$、$-1561\text{kJ/mol}$ である。ただし、燃焼で生じる水はすべて液体とする。

これらの値を用いて、$x$ の値を求めよ。整数で答えよ。