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化学 高校生

問2から問6までの解き方と答えを教えてください

①火力発電の燃料として、天然ガスよりも石炭を用いる方が、一定の電力量を得る際の二酸化炭素 CO2 排出 が多いことが問題視されている。 そこで、アンモニア NH3 を燃料として石炭に混合して燃焼させることで、1 石炭火力発電からのCO2 排出を減らす技術が検討されている。 従来 NH3 は、主に天然ガスに含まれるメタン CH4 と空気中の窒素 N2 から製造されてきた。 ③その製造工程は 以下の3つの熱化学方程式で表される反応により、 CH4(気)とN2(気)とH2O(気)から、 NH3(気)とCO2(気)を 生成するものである。 (反応1) CH (気) +H2O(気)CO(気)+3H2(気) AH=+206kJ (反応2) CO (気) +H2O(気)→H2(気) + CO2(気) AH=41kJ (反応3) N2(気) +3H2(気)2NH3(気) ▲H=-92kJ このように得られる NH3 は、 燃焼の際には CO2 を生じないものの、製造工程でCO2を排出している。 発電 によるCO2 排出を減らすために石炭に混合して燃焼させる NH3 は CO2を排出せずに製造される必要がある。 そこで、太陽光や風力から得た電力を使い、水の電気分解により得た水素を用いる NH3 製造法が開発されて 2 いる。 必要があれば以下の値を用いて次の各問いに答えよ。 物質(状態) CH4 (気) CO2(気) H2O (液) 生成エンタルピー[kJ/mol] -75 -394 -286

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化学 高校生

急ぎです‼️ 熱化学方程式の問題です。 この第5問と問題が全く分かりません、、 大変でしたら全部でなくてもいいので、解説していただけると助かります🙇🏻‍♂️💦 2枚目の画像が解答です。

第5問 (18点) ① 火力発電の燃料として、 天然ガスよりも石炭を用いる方が、 一定の電力量を得る際の二酸化炭素 CO2 排出 が多いことが問題視されている。 そこで、 ② アンモニア NH3 を燃料として石炭に混合して燃焼させることで、 石炭火力発電からのCO2排出を減らす技術が検討されている。 従来 NH3 は、 主に天然ガスに含まれるメタン CH」 と空気中の窒素 N2 から製造されてきた。 ③その製造工程は 以下の3つの熱化学方程式で表される反応により、 CH4 (気)とN2(気)とH2O (気)から、 NH3(気)とCO2(気)を 生成するものである。 (反応1) CH (気) +H2O(気)→CO(気) +3H2(気) AH=+206kJ (反応2) CO (気) +H2O(気)→Hz(気) + CO2(気) △H= -41kJ (反応3) N2(気) +3Hz(気)→2NH3(気) AH-92kJ このように得られる NH3 は、 燃焼の際には CO2 を生じないものの、製造工程で CO2を排出している。 発電 によるCO2排出を減らすために石炭に混合して燃焼させる NH3 は CO2を排出せずに製造される必要がある。 そこで、太陽光や風力から得た電力を使い、 水の電気分解により得た水素を用いる NH3 製造法が開発されて いる。 必要があれば以下の値を用いて次の各問いに答えよ。 物質 (状態) 生成エンタルピー [kJ/mol] CH4 (気) -75 CO2(気) -394 H2O (液) -286 問1 下線部①に関して、石炭燃焼のモデルとしてC(黒鉛)の完全燃焼反応の熱化学方程式を書け。(2点) 問 天然ガス燃焼のモデルとしてCH(気)の完全燃焼反応の熱化学方程式を書け。 ただし生成物に含まれる水 CH4(気) +20 2H2O(液)+CO2 H2O(液)とする。 (4点) 問3 問1の熱化学方程式より 1.0 kJ のエネルギーを得る際に排出されるCO2の物質量は問2の熱化学方程式 により 1.0kJのエネルギーを得る際に排出されるCO2 の物質量の何倍か、 有効数字2桁で答えよ。 (2点) 問4 下線部②に関して、 NH3(気)の燃焼反応からは N2(気)とH2O (液) のみが生じるものとする。この反応の 熱化学方程式を書け。 ( 4点) 問5 C(黒鉛)とNH3(気)を混合した燃焼(問1と問4の熱化学方程式)により 1.0 molのCO2(気)を排出して得 られるエネルギーを、 問2の熱化学方程式により 1.0molのCO2(気)を排出して得られるエネルギーと等しくす るためには、1.0molのC(黒鉛) に対して NH3 (気)を何mol混ぜればよいか。 有効数字2桁で答えよ。 (2点) 問6 下線部③の製造工程により 1.0 mol の NH(気)を得る際に何kJ のエネルギーが吸収されるか、または放 出されるかを有効数字2桁で答えよ。 (4点)

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