Chemistry
高中
已解決
どうして温度変化を求める時、表の15秒の値は12.9なのに12.8を使っているのか
どうして0〜15秒の部分を使うのか教えてほしいです
680
問3 図1のような断熱容器に42gの水を入れた。その後、固体の硝酸アンモ
NH4NO3
ニウム (式量 89 8.0g加え, よくかき混ぜ完全に溶かした。この水溶液の
mol
温度変化を測定したところ、表1の結果を得た。 ただし、硝酸アンモニウム
を水に加えた瞬間を0秒としている。
かき混ぜ棒
温度計
ゴム栓
蓋
断熱容器
水
図1 簡易熱量計
表1 硝酸アンモニウム水溶液の温度変化
時間 〔秒]
0
15
30 45 60
90 120
150 180
温度 [℃] 25.0 12.9 13.0 13.2 13.3 13.4 13.7 13.9 14.1
この実験において, 硝酸アンモニウムの溶解エンタルピーは何kJ/mol に
なるか。 最も適当な数値を、次の①~④のうちから一つ選べ。ただし、硝酸
アンモニウムを水に加えたときの熱の出入りは、すべて水溶液の温度変化に
使われたものとする。 また、この水溶液の比熱は4.2 J/ (g・K) とする。 必要
があれば、次ページの方眼紙を使うこと。 29kJ/mol
①-26
②
-23
23
④
26
10:10000
Q=mCAT
2
問3
29
正解 ④
この実験では、水溶液の温度が下がっていることから、反応に伴って熱が吸収され
ており(吸熱反応),硝酸アンモニウムの溶解エンタルピーは正の値であることがわか
る。この変化は、溶解エンタルピーをQとおくと,次の式で表される。
NH4NO3 (固) + aq NH4NO3aq
△H=QkJ (Q> 0)
グラフにすると図アのようになり、 反応による温度変化は,
AT = 12.8℃-250℃= -12.2K である。
25
度 20
[℃]
15
58
12.8
10
0
30
60
90 120 150 180
時間 〔秒〕
図 ア
また、水溶液の質量は,
42g +8.0g = 50g
吸熱反応
熱[高]エンタルピー[低]
AH>0
生成物
吸
反応物
b
水溶液の温度変化に使われた熱量を g [J] とすると,
熱量 g = 質量m 〔g〕×比熱c〔J/(g・K)〕 × 温度変化 △T〔K〕
より,それぞれの値を代入して
g = 50g × 4.2J/ (g・K) ×(-12.2K)=-2562J
硝酸アンモニウム (式量80) 8.0gは 0.10mol なので, 1mol あたりに換算すると、
-2562 J
=
-25620J/mol = -25.62kJ/mol
0.10mol
となり,溶解エンタルピー AH AH > 0) は,
AH = 25.62kJ/mol≒ 26kJ/mol
よって、正解は④である。
正解への Point
ルシャトリエの原理
化学平衡の状態において、条
件を変化させると、その条件変
化 (①~③) を緩和する方向に平
衡が移動する。
①濃度の影響
物質の濃度が増加 (減少)する
と、その物質が減少 (増加)す
る方向に平衡が移動
解答
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