ヘスの法則（総熱量保存の法則）

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〜エから 1 つ選べ。

「物質が変化するときの反応エンタルピーの総和は、（ a ）だけで決まり、（ b ）には関係しない。この法則を用いると、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から計算で求めることができる。」

一定の圧力のもとで、同じ物質量の固体の水酸化ナトリウムを、次の 2 通りの方法で塩酸と反応させる。どちらの方法でも、用いる水・塩化水素の量は同じであり、最後には同じ温度・同じ組成の塩化ナトリウム水溶液になるものとする。

• 方法 1: 固体の水酸化ナトリウムをまず水に溶かして水溶液にし（段階 A）、その水溶液を塩酸と混ぜて中和させる（段階 B）。
• 方法 2: 固体の水酸化ナトリウムを、直接、塩酸に加えて溶かし、中和させる（段階 C）。

段階 A・B・C の反応エンタルピーをそれぞれ $\Delta H_{\mathrm{A}}$、$\Delta H_{\mathrm{B}}$、$\Delta H_{\mathrm{C}}$ とする。これらについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　方法 2 は方法 1 より段階の数が少ないので、$\Delta H_{\mathrm{C}}$ の絶対値は $\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ の絶対値より小さくなる。
• イ　方法 1 は方法 2 より反応が終わるまでに長い時間がかかるので、$\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ の絶対値は $\Delta H_{\mathrm{C}}$ の絶対値より大きくなる。
• ウ　変化の始めの状態と終わりの状態が同じなので、$\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ は $\Delta H_{\mathrm{C}}$ と等しい。
• エ　$\Delta H_{\mathrm{A}}+\Delta H_{\mathrm{B}}$ と $\Delta H_{\mathrm{C}}$ が等しくなるのは中和反応の場合に限られ、溶解だけからなる変化などではこのような関係は成り立たない。

ヘスの法則（総熱量保存の法則）について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、反応や変化はすべて一定の圧力のもとで起こるものとし、反応エンタルピーは $\Delta H$ で表す。

• ア　黒鉛を完全燃焼させて直接二酸化炭素にする場合と、いったん一酸化炭素にしてからそれを燃焼させて二酸化炭素にする場合とでは、反応の経路が異なるので、出入りする熱の総和も異なる。
• イ　ヘスの法則が成り立つのは、反応物と生成物がすべて気体である反応に限られる。
• ウ　反応の途中で触媒を用いると、反応の経路が変わるので、最初の状態と最後の状態が同じでも反応エンタルピーの総和は変わる。
• エ　ある反応の逆向きの反応の反応エンタルピーは、もとの反応の反応エンタルピーと同じ符号・同じ大きさになる。
• オ　ヘスの法則を用いると、黒鉛から一酸化炭素だけが生じる反応のように直接測定するのが難しい反応の反応エンタルピーを、測定できる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。