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、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、下の表のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、変化はすべて一定の圧力のもとで起こるものとする。

「使い捨てカイロは、袋の中の鉄粉が空気中の酸素とゆっくり反応するときに、カイロが温かくなることを利用している。この鉄の酸化反応の反応エンタルピー $\Delta H$ は（ a ）の値である。一方、冷却パックは、硝酸アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$ が水に溶けるときに、液の温度が下がることを利用している。この溶解では、生じた水溶液のエンタルピーは、溶解する前の硝酸アンモニウムと水のエンタルピーの和より（ b ）。」

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エから 1 つ選べ。

一定圧力のもとで物質が変化するとき、出入りする熱の総和（反応エンタルピーの総和）は、変化の前の状態と変化の後の状態だけで決まり、変化の途中の（ a ）にはよらない。この関係は 1840 年に見いだされ、（ b ）とよばれる。この関係を用いると、直接測定することが難しい反応の反応エンタルピーを、ほかの反応の反応エンタルピーを組み合わせて求めることができる。

次の反応式で表される反応の反応エンタルピー $\Delta H$ は、どの種類の反応エンタルピーにあたるか。最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
$$\frac{1}{2}{\mathrm{N}}_2(\text{気})+\frac{3}{2}{\mathrm{H}}_2(\text{気})\to \mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(\text{気})\Delta H=-46\mathrm{kJ}$$
- ア　中和エンタルピー
- イ　燃焼エンタルピー
- ウ　溶解エンタルピー
- エ　$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ の生成エンタルピー