Question

yuyu

高校化学の熱化学方程式の分野です。この問題の答えは②になります。

解答には「（25℃における反応熱）−（5℃のC7H16（液）とO2を25℃まで温めるための熱量）−（25℃におけるC7H16の蒸発熱）」が利用できる熱量になると書いてあります。この方程式については理解できるのですが、エネルギー図で考えるとどうもわかりません。私の考え方だとQの値と利用可能なエネルギーが逆になってしまいます（もちろん図で見たときに明らかに大きさがおかしいので気づかなかったのが悪いのですが）。

この問題の解説をできればエネルギー図をつけて回答していただきたいです。よろしくお願いします。

共通テスト
追試験 2023
112
問4
白金触媒式カイロは,図2に示すように、 液体のアルカンを燃料とし, 蒸発したアルカン
白金触媒表面上で酸素により酸化される反応 (酸化反応) の発熱を利用して暖をとる
器具である。この反応の反応エンタルピー(燃焼エンタルピー)を Q(kJ/mol)とし,直鎖
状のアルカンであるヘプタン CH6 (分子量100)を例にとると,熱化学方程式は次の式
(5) で表される。
-AM
CyH16 (気) + 1102(気)7CO2(気) +8H2O (気) △H = QkJ
(5)
空気取込み穴
:::
O2
白金触媒
(酸化反応が進行する)
子
蒸発
アルカン
白金触媒式カイロ
白金触媒式カイロの内部
0
図2 白金触媒式カイロの模式図
a
アルカンの酸化反応に関する次の問い(a,b)に答えよ。
共通テスト 追試験 2023
113
態変化で出入りする熱量から求めたい。実際のカイロでは白金触媒は約
200℃になっているが,その温度での反応を考えなくてよい。
白金触媒式カイロを使用して暖をとるために利用できる熱量を、 式 (5) や状
気温5℃でカイロを使用し始め、生成物の温度が最終的に25℃になるとすると,
暖をとるために利用できる熱量は5℃のC,Hig (液)と2を25℃まで温めるた
めの熱量, 25℃におけるC,H16 の蒸発熱, 25℃における反応エンタルピーから
計算できる。
5℃のC7H16 (液) 10.0g (0.100mol) と5℃の2から出発し、すべての
C7H16 が反応して25℃のCO2 とH2O (気)が生成するとき、 利用できる熱量
は何か。最も適当な数値を、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし、
C7H16(液)とO2を5℃から25℃まで温めるために必要な熱量は, 1mol あたり
それぞれ 4.44 kJ, 0.600 kJ とし, 25℃における CH16 の蒸発熱は36.6
kJ/mol とする。また,式 (5) で表される C-Hi (気)の反応エンタルピーQ は,
25℃において-4.50×10°kJ/mol とする。 10 kJ
※この問題では, 「熱化学方程式」が「エンタルピー変化を付した化学反応式」を
表すものとする。
① 4.41 × 102
④
4.41 × 103
881
4.45 x 102
(5) 4.45 × 103
3 4.50 X 102
SAS
000.00
WOH
For x st.2-0
*01 x 23.5-
ea.- @
01 × 80.8-
*01 × 318-
*01 × VS.8-

高校化学 熱化学方程式