Question

あおいっち

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

BBL
Date
2 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-
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 1.0 kJ 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5C(黒鉛)とNH3(気)を混合した燃焼 (問1問4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1.0mol の NH3(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)