化学反応とエネルギー（知識）の問題

黒鉛 $\mathrm{C}$ 1 mol を完全燃焼させて二酸化炭素 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ にする変化は、次の 2 通りの経路で考えることができる。

経路 1: 黒鉛を一度に完全燃焼させる。
$$\mathrm{C}(\text{黒鉛})+{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{気})\Delta H_3$$

経路 2: 黒鉛をいったん一酸化炭素 $\mathrm{CO}$ にしてから、$\mathrm{CO}$ を燃焼させる。
$$\mathrm{C}(\text{黒鉛})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶\mathrm{CO}(\text{気})\Delta H_1$$
$$\mathrm{CO}(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})⟶\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{気})\Delta H_2$$

どちらの経路も、同じ温度・圧力のもとで、始めの状態（黒鉛 1 mol と酸素 1 mol）から終わりの状態（二酸化炭素 1 mol）まで変化するものとする。反応エンタルピー $\Delta H_1$、$\Delta H_2$、$\Delta H_3$ の関係を表す式として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　$\Delta H_1=\Delta H_2+\Delta H_3$
• イ　$\Delta H_3=\Delta H_1-\Delta H_2$
• ウ　$\Delta H_3=\Delta H_1+\Delta H_2$
• エ　$\Delta H_3=\Delta H_2-\Delta H_1$

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、後のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、変化は一定圧力のもとで起こるものとし、エンタルピー変化は $\Delta H$（発熱のとき $\Delta H<0$）で表す。

ドライアイス（固体の二酸化炭素）を大気圧のもとで室内に置いておくと、液体にならずに直接気体の二酸化炭素になる。
$$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{固})⟶\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{気})$$
この状態変化を（ a ）といい、この変化のエンタルピー変化 $\Delta H$ は（ b ）の値をとる。

反応物と生成物がすべて気体である、ある化学反応を考える。この反応では、反応物に含まれるすべての共有結合の結合エネルギーの総和が、生成物に含まれるすべての共有結合の結合エネルギーの総和よりも大きい。一定圧力のもとでこの反応が起こるとき、この反応の反応エンタルピー $\Delta H$ の符号と反応の種類の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　$\Delta H<0$ であり、発熱反応である。
• イ　$\Delta H>0$ であり、吸熱反応である。
• ウ　$\Delta H>0$ であり、発熱反応である。
• エ　$\Delta H<0$ であり、吸熱反応である。

次のア〜エの変化のうち、光のエネルギーを吸収することによって起こる反応として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア　炭酸水素ナトリウムを試験管に入れて加熱すると、分解して二酸化炭素が発生する。
- イ　塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ に光を当てると、分解して銀が遊離し、黒っぽくなる。
- 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　水に電流を流すと、水素と酸素に分解する。

発熱反応・吸熱反応と反応エンタルピー $\Delta H$ について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、反応は一定の圧力のもとで行うものとする。

• ア　発熱反応では、生成物のエンタルピーの総和は、反応物のエンタルピーの総和より大きい。
• イ　断熱した容器の中で吸熱反応が起こると、容器内の温度は上がる。
• ウ　吸熱反応の反応エンタルピー $\Delta H$ は、正の値である。
• エ　メタンが完全燃焼する反応の反応エンタルピー $\Delta H$ は、正の値である。
• オ　反応エンタルピー $\Delta H$ は、反応物のエンタルピーの総和から生成物のエンタルピーの総和を引いた値である。