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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-