Question

ぴい

＜化学＞化学反応とエネルギーの問題です。
(3)のマーカーの部分がなぜそうなるのか分からないので教えていただきたいです🙇‍♂️

109 中和エンタルピー
中和エンタルピーに関して次の問いに答えよ。
(1) 断熱した容器に 0.20mol/Lの塩酸 200mL を入れ, これに塩酸と同じ温度の1.0
mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 40mL を加えてよく混合したところ, 溶液の温度
が2.2K上昇した。 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和エンタルピーは何
kJ/mol か。 水溶液の密度を1.0g/cm3, 比熱を4.2J/(g・K) として答えよ。
記述 (2) (1)において,塩酸の代わりに 0.10mol/Lの希硫酸 200mL を用いた実験結果から中
和エンタルピーを求めたところ、 同じ値になった。 その理由を、強酸と強塩基の中和
のしくみに着目して説明せよ。
(3)固体の水酸化ナトリウムの溶解エンタルピーを-44.5kJ/mol とする。0.50 mol の
塩化水素を含む希塩酸に固体の水酸化ナトリウム1.0mol を加えたときの発熱量は
何kJ か (1) で求めた中和エンタルピーの値を用いて求めよ。
118

109 (1) -55 kJ/mol
(2)強酸と強塩基の中和で起こるのは酸のH* と塩基のOH- か
ら水が生じる発熱反応のみで,その反応エンタルピーは酸と
塩基の種類によらないから。
(3)72kJ
om
(1)水溶液の密度が1.0g/cmであり, 1.0mL=1.0cmなので,塩酸
200mL は 200g,水酸化ナトリウム水溶液 40mLは40g である。よ
って、混合溶液の質量は240gである。
比熱 (比熱容量) とは物質1gの温度を1K上げるのに要する熱量で
あるから,発熱量質量×比熱×温度上昇度より,
[lom
1 実際の実験では、容器
などへの熱の移動も考慮
しなくてはならないが,
設問で 「断熱した容器」
とある場合や容器の比熱
が与えられていない場合
は、容器への熱の移動は
なく,発生した熱がすべ
て溶液の温度上昇に用い
られているものとして計
発熱量=240g×4.2J/ (g・K)×2.2K
起こった中和反応は HCl + NaOH
1m
NaCl + H2O で, 混合した
HCI と NaOH の物質量は,
200
HC1:0.20mol/Lx
L=0.040mol
1000
40
NaOH:1.0mol/Lx
L=0.040mol
1000
よって、過不足なく反応し, 水が 0.040mol生じている。 中和エンタ
fom 00
ルピーは中和で生じる水1mol当たりで表すから,
240g×4.2J/(gK)×2.2K
0.040 mol
tom IF
=-55440J/mol≒-55kJ/mol
A to
SEA-=
(2) 塩酸や硫酸は,水中でほぼ完全に電離する。 中和の本質の反応は,
Tom 00
→
H+ + OH¯
H2O であり,中和エンタルピーは,酸塩基の物質エ
量当たりでなく中和で生じる水1mol当たりで表すので、強酸と強
サッカー
Laloceas
塩基の薄い溶液の中和では,酸・塩基の種類によらず中和エンタルピ〇〇
ーの値は一定となる。
(3) 反応エンタルピーを反応式で表すと,
HClaq + NaOHaq
→
NaClag + H2O (液)
OLME
NaOH (固) + aq
←
△H=-55.44kJ
NaOHaq AH=-44.5kJ
・①
エンタルピー変化は,NaOH (固) 1.0molが溶解する際の溶解エンタ
ルピーと,水 0.50mol が生成する際の中和エンタルピーの和になる
(fom
ので,
(-44.5kJ/mol)×1.0mol+(-55.44kJ/mol)×0.50mol
VV
ラ
(HO (6) OH (2) 00
=-72.22kJ≒-72kJ
よって, 72kJの発熱。
(

化学反応 エネルギー エンタルピー

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

(1)密度❌体積＝質量。密度が1g/㎤だから、体積＝質量

(2)中和エンタルピーは、酸と塩基の中和のエンタルピー。
H+ +OH- ➡️H2Oのエンタルピーだから、酸と塩基の強弱や種類には関係ない。

(3)①中和エンタルピーと②溶解エンタルピーの合計が求める値。

①中和してできたH2Oが0.50molだから、中和エンタルピー❌0.5倍し、②NaOH(固体)1mol溶解させているから、1molの溶解エンタルピーを求め、①❌0.5+②を計算する🙇

ぴい

(3)について、中和エンタルピーと溶解エンタルピーの合計の求め方は理解できたのですが、問題文を読んだ時になぜその2つのエンタルピーの合計を求めればいいということになるのかがあまりよく分かりません。２つのエンタルピーの合計が答えになる理由を教えていただきたいです🙇‍♂️

🍇こつぶ🐡

水酸化ナトリウム水溶液と塩酸を混ぜるのでなく、まず水酸化ナトリウム固体を水に溶かし(溶解)、塩酸と反応(中和)させる。だから、二つのエンタルピーを足す🙇

ぴい

そう考えれば良かったんですね！ありがとうございます‼︎