化学
高校生
解決済み

青の問題で、解答は青の間の熱量を求めてたのですが、自分は緑の間の熱量を求めようとしていました。

黒鉛の燃焼熱だから黒鉛と酸素があるとこからなのかなと考えていました。

でもその考え方だと自分の答えと解説の答えどっちでも良くなってしまうので、多分考え方が違うんだと思いました。
そこで正しい問題の考え方(と解き方)をどなたか教えてください!!🙇‍♀️🙇‍♀️

追記。一応答えも貼っときました

268. エネルギー図と結合エネルギー■図のエネル ギーの関係を利用して,次の各問いに答えよ。 (1) メタンの生成熱は何kJ/mol か。 (2) 炭素 (黒鉛)の燃焼熱は何kJ/mol か。 (3) メタン分子中のC-Hの結合エネルギーは 何kJ/mol か。整数値で答えよ。 ただし, 水素 分子中のH-H の結合エネルギーは 436kJ/mol,炭素 (黒鉛) の昇華熱は 721 kJ/mol である。 エネルギー CH4+202 891.5kJ HW50 C(黒鉛) +2H2+202 _74.5kJ 572kJ 2H2O (液) +C(黒鉛)+O2 2H2O (液) +CO2 (09 岡山理科大) 第Ⅰ章 物質の変化
問題268 269 268. エネルギー図と結合エネルギー C(黒鉛)+2H2+202 74.5kJ (1) 解答 (1) 74.5kJ/mol (2) 394kJ/mol (3) 417kJ/mol 解説 (1) メタンCH4の生 成熱は,C(黒鉛) と H2 から1 mol の CH が生じるときの熱 量である。 エネルギー図から, メタンの生成熱は 74.5kJ の発 熱であることがわかる。 メタ ンの生成熱を熱化学方程式で表 すと、次のようになる。 C(黒鉛)+2H2=CH4+74.5kJ.….. ① エネルギー 000 CH4+202 CH4 (気)=C(気) + 4H(気) -1667.5kJ したがって, 4x [kJ] = 1667.5kJ となり, x=417kJ となる。 別解 エネルギー図で示すと. 図のよ うになる。したがって,図から、 x=417kJ 891.5kJ 2H2O (液)+C(黒鉛)+O2 HV (2) 炭素 (黒鉛)の燃焼熱をQ[kJ/mol] とすると, この熱量は, 図のQ の値である。したがって, Qは次のように求められる。 Q=74.5kJ+891.5kJ-572kJ=394kJ したがって,炭素(黒鉛)の燃焼を表す熱化学方程式は次のようになる。 C(黒鉛)+O2=CO2+394kJ (3) 水素分子中のH-H結合の結合エネルギーは 436kJ/mol, 炭素(黒 鉛)の昇華熱は 721 kJ/mol なので,次の熱化学方程式が成り立つ。 H2(気)=2H(気)-436kJ C(黒鉛) =C(気) -721kJ メタン分子中のC-H結合の結合エネルギーを x [kJ/mol] とすると,熱 化学方程式は次のようになる。 CH4(気)=C(気) +4H (気) -4xkJ…..⑤ - ① +③×2+④から, (2) 4x[kJ]=(436×2)kJ+721kJ+74.5kJ エネルギ 2H2O (液) +CO2 572kJ ③ ×2 436×2kJ Q[kJ] C (気) +4H(気) ④721kJ C(気) +2H2 (気) ⑤ 4x[kJ] C(黒鉛) +2H2(気) ①74.5kJ CH4

回答

✨ ベストアンサー ✨

「燃焼」とは、物質が酸素と(光や熱を出して)化合することです。
ですから、黒鉛の燃焼は、黒鉛が酸素と化合することですね。
化学反応式は
C(黒鉛)+O₂→CO₂
熱化学方程式は
C(黒鉛)+O₂=CO₂+Q[kJ/mol]

化学反応や状態変化が起こったときに熱量が生じます。黒鉛の燃焼熱は、黒鉛の燃焼だけが起こったときに生じる熱量です。

青の矢印で起こっている化学変化は、黒鉛の燃焼(つまり黒鉛と酸素の化合)だけが起こっています。したがって、黒鉛の燃焼熱にちょうど対応しています。ちなみに、液体の水も書かれていますが、水は液体のまま何も変化していないので熱量は生じません。

緑の矢印では、黒鉛だけでなく、水素も酸素と化合しているので、黒鉛の燃焼熱だけでなく、水素の燃焼熱も含まれてしまいます。

みみさん。

なるほど!ありがとうございます!!

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回答

考え方としては、炭素の燃焼熱を求めたいのだから、CとO2だけが反応してCO2ができる反応を考えればいいのです。
そうして考えると、緑の間の反応では、余計なもの(H2O)が生成しているので、炭素の燃焼熱のほかにH2Oの生成熱も含まれてしまいます。
これに対して、青の間の反応では、H2Oは変化せず、CとO2のみが反応してCO2になっているため、炭素の燃焼熱だけになります。

みみさん。

ありがとうございます!理解できました!

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