化学反応とエネルギー（知識）の問題

化学反応によって生じた、エネルギーの高い状態の物質が、そのエネルギーを光として放出する現象を化学発光という。化学発光にあてはまる現象として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア　塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ に光を当てると、分解して銀が生じ、黒っぽく変色する。
- イ　植物の葉の葉緑体で、光のエネルギーを使って二酸化炭素と水からグルコースと酸素がつくられる。
- 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　ルミノールを塩基性の水溶液にとかし、過酸化水素 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ を加えると、ルミノールが酸化されて青白く光る。

化学反応と光の関係には、光を吸収して反応が起こる場合と、反応に伴って光が放出される場合がある。次のア〜オのうち、化学反応によって生じたエネルギーが光として放出される現象（化学発光）の例として最も適当なものを 1 つ選べ。

• ア　塩化銀に光を当てると、塩化銀が分解して銀が遊離し、黒ずんでいく。
• イ　水素と塩素の混合気体に強い光を当てると、爆発的に反応して塩化水素が生じる。
• ウ　酸化チタン(IV) に紫外線を当てると、その表面に付着した有機物が分解される。
• エ　ルミノールの塩基性水溶液に過酸化水素水を加え、触媒の存在下で反応させると、青白く光る。
• オ　植物の葉緑体で、光のエネルギーを用いて二酸化炭素と水からグルコースと酸素がつくられる。

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、下のア〜エから 1 つ選べ。

気体分子中の共有結合 1 mol を切って気体の原子にするのに必要なエネルギーを、その結合の結合エネルギーという。共有結合を切るときには、エネルギーを（ a ）する。反応物も生成物もすべて気体である反応では、反応物の結合をすべて切って原子にし、その原子から生成物の結合をつくると考えることができる。そのため、反応物の結合エネルギーの和が生成物の結合エネルギーの和より大きい反応は、（ b ）反応である。

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。