化学反応とエネルギーの問題

断熱容器に $25.0{}^{\circ }\text{C}$ の水 $48.0\text{g}$ を入れ、同じ温度の固体の水酸化ナトリウム $\text{NaOH}$ $2.00\text{g}$ を加えてすばやく完全に溶かしたところ、水溶液の温度は $35.0{}^{\circ }\text{C}$ まで上がった。水酸化ナトリウム $1\text{mol}$ が水に溶けるときに発生する熱量は何 kJ か。有効数字 2 桁で答えよ。

ただし、原子量は $\text{H}=1.0$, $\text{O}=16$, $\text{Na}=23$ とし、水溶液の比熱は $4.2\text{J/(g}\cdot \text{K)}$ とする。発生した熱はすべて水溶液の温度上昇に使われ、容器や周囲への熱の出入りはないものとする。

熱容量が $80J/K$ の熱量計（容器）に入れた水溶液の中で発熱反応を起こしたところ、水溶液と熱量計の温度がともに $5.0\mathrm{K}$ 上昇した。反応後の水溶液の質量は $100\mathrm{g}$、比熱は $4.2J/(\mathrm{g}\cdot \mathrm{K})$ である。この反応で発生した熱量は何 $\mathrm{kJ}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、発生した熱はすべて水溶液と熱量計の温度上昇に使われ、外部には逃げないものとする。

発泡ポリスチレンの断熱容器に $25.0{}^{\circ }\text{C}$ の水 $92.0\text{g}$ を入れ、同じ温度の硝酸アンモニウム ${\text{NH}}_4{\text{NO}}_3$ の結晶 $8.0\text{g}$ を加えてすばやくかき混ぜ、完全に溶かした。このとき、水溶液の温度は下がり、最低で $19.0{}^{\circ }\text{C}$ になった。

水溶液の比熱は $4.2\text{J/(g}\cdot \text{K)}$ とし、容器や外部との熱の出入りはないものとする。原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{N}=14$、$\text{O}=16$ とする。

この実験の結果から求められる、硝酸アンモニウムの溶解エンタルピーは何 $\text{kJ/mol}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。

メタン $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$ とプロパン ${\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_8$ の混合気体が合計 $0.50\mathrm{mol}$ ある。この混合気体を完全燃焼させたところ、$711\mathrm{kJ}$ の熱が発生した。メタンとプロパンの燃焼エンタルピーをそれぞれ $-890kJ/mol$、$-2220kJ/mol$ とするとき、混合気体に含まれていたメタンの物質量は何 $\mathrm{mol}$ か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、燃焼で生じる水はすべて液体になるものとする。

$0.20mol/L$ 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。
$${\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}(\mathrm{aq})\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})\Delta H=-56\mathrm{kJ}$$