化学反応とエネルギーの問題

水素 ${\mathrm{H}}_2$（気）と塩素 $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$（気）が反応して塩化水素 $\mathrm{HCl}$（気）ができる反応は、次の反応式で表される。
$${\mathrm{H}}_2(\text{気})+\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2(\text{気})\to 2\mathrm{HCl}(\text{気})\Delta H=x\mathrm{kJ}$$
$\mathrm{H}-\mathrm{H}$ 結合、$\mathrm{Cl}-\mathrm{Cl}$ 結合、$\mathrm{H}-\mathrm{Cl}$ 結合の結合エネルギーをそれぞれ $436kJ/mol$、$243kJ/mol$、$432kJ/mol$ とするとき、$x$ の値を整数で求めよ。

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。

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。

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

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。