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ヘスの法則を利用した問題で、次のような問題があったんですが、解答を見てもよくわかりません。

「次の熱化学方程式を利用してメタノールの生成熱を出せ。
H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
H2(気)+1/2O2(気)=H2O(気)+242kJ (2)
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)」

式を足したり引いたりしているようなんですが、仕組みがよくわかりません。なにかポイントってあるのでしょうか?教えてください。よろしくお願いします。

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熱 化学」に関するQ&A: 熱化学方程式です。

種類 熱」に関するQ&A: 反応熱の種類

A 回答 (5件)

補足拝見しました。


んー説明が難しいですかね?? 今回の説明では適当に未知数(わからない値)をQ、Rなどとしているので適当に読み替えちゃってください。

ちょっと例を出してもう少し説明します。
熱化学方程式というのは“僕流だと”二種類に分けることができると思います。
一つは(第一パターン式は)、
単体+単体+単体・・(いくつかの単体)→(ある物体)+Q KJ というものです。

ここで重要な事項があります。
それはどういうことかというと、上に書いた式の右辺(ある物体)=Q KJと勝手に解釈しても構わないということです。

要するに、先ほどの問題で言えば、(1)の式を見た瞬間に、頭の中で「H2O(液)と言ったら、285kJ !!」と勝手に思えばいいのです。同様にして2と3の式も同じように思い込みます(笑) まずはそのことを覚えてください。

先ほどの話に戻りますが、僕流の分別による熱化学方程式の種類のもう一つは(第二パターン式は)、
化合物+化合物+化合物・・・(いくつかの化合物)→(ある物体)+R KJ というものです。

この式はどのように使うかというと、さっきの“自分で思い込んだ式”を利用して、この、第二パターン式に代入し、わからない値を求めればいいのです。

先ほどの問題に戻りましょう。

1~3の式というのは「第一パターン式」に当たると考えられます。そして4の式が「第二パターン式」です。
ということは、1~3の式を全部4の式に代入していけばいいのです。

問題を解く上で重要なエッセンスとしてあげられる最後のものは、「右端の数値=(右辺)-(左辺)」というものです。

この問題において右端の数値というのは、4式にある、「726KJ」を表します。(この部分の数のことを勝手に右端の数値と呼ぶことにします)


ここでまとめて言うと、熱化学方程式というのは、4式のような第二パターン式に、第一パターン式を代入して解きます。どのように代入するかというと、「右端=右辺-左辺!」と(頭の中で)叫びながら代入すればいいのです。

もう一度本題に戻ります。一つずつ、それぞれ「右端」「右辺」「左辺」がそれぞれ具体的にいくつなのか考えてみましょう。
右端の値は見ての通り726KJなのがわかりますか?4の式を見てくれればわかるはずです。
右端の数は726です。

次に右辺です。右辺は1の式と3の式をじっくりみて「思い込んだ」はずですので、【393+2*(285)】を計算して963であると理解できるはずです。代入したわけです。(ここがわかりにくいかも。ここでの“右辺”は、右端の数字を無視した(右端の数字以外の右辺)をさします。)
右辺は963です。

左辺はメタノールの部分に数値を代入したいところ(何らかの数値を思い込みたいところ)ですが、無いので(これが設問)、Xとでも置きます。
左辺は Xです。

これで、「726KJ=963KJ - X KJ」という式が建てられるのがわかりますか??

よってコレを計算すれば、めでたくX=237KJとわかるわけです。

ちょっと同じような回答になってしまったかもしれません。うまく説明できてないかもしれないのでまた補足をつけてもらっても構いません。
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この回答へのお礼

たびたびありがとうございます!
説明していただいたことを元に解いてみたら「右端=右辺-左辺」がわかりました!
本当に丁寧な説明で助かりました!

お礼日時:2004/11/03 08:21

僕流の方法をご紹介しましょう。

 「生成熱」という言葉があるので教科書などを見ながらこの回答を読んでいただけるとより理解できると思います。長文になりますが、反復して書いている部分があると思いますし、“うまく割愛して”読んでください。
がんばって書いたのでじっくり読んでくれるとうれしいです(笑)

便宜上、求める生成熱を【??KJ】とします。

(4)の式を見てください。熱化学方程式というのは、ルールとして

・単体は熱量が0として扱う(言葉は違うかもしれませんが意味は分かっていただけると思います。)
・(反応熱)=(反応で生成した(できあがった)物質の生成熱の総和)-(反応前の物質の生成熱の総和)

の二つがあります。ここで重要となるのは二つ目のルールです。

(4)の式において、(反応熱)にあたるのが「+726KJ」です。そして次に、(反応で生成した(できあがった)物質の生成熱の総和)にあたるのが「CO2(気)の熱量と2H2O(液)の熱量の和」です。(つまり、右辺の物質の生成熱の和ということです!)
そして最後に、(反応前の物質の熱量の総和)というのが「左辺の物質の熱量の和」になるわけです。

今からの説明で「(反応熱)=(反応で生成した(できあがった)物質の生成熱の総和)-(反応前の物質の生成熱の総和)」というのはとても重要になるのでよく理解してください。

さて、この問題で知りたいのは、CH3OH(メタノール)の生成熱です。どうしたら求まるのでしょうか。

1番目のルールから、(4)の式において、左辺の3/2O2(気)は二番目のルールに関連しない(今回の問題を考える上で必要のないもの)ということがわかるでしょうか。(O2は、生成熱が無いから)

そして、ここからが本番です。この文章で二番目に言いたいのはこの部分かもしれません。(最も言いたいことは二番目のルールです)それは、

「1,2,3の式は生成熱を表している」ということです。
つまり1~4の式に難しい足し算引き算を考えなくてもいいのです。

(726KJ)=(右辺の生成熱の和)-(左辺の生成熱の和)なので、まず右辺について考えます。

右辺の生成熱の和は、(1)と(3)の式から、「393+(2*285)=963」と分かります。

左辺の生成熱の和は、ルール1から、「CH3OH(液)の生成熱=??KJ」とわかります。

ここまで来ればあとは一つの式に書き直すだけです。
KJを省略して、

726=963-??
??=963-726
  =237

答えは見事 237KJ と導き出せると思います。


何度か同じ事を言っている部分があって、かえってわかりにくい回答文になってしまったかもしれませんがおそらくわかっていただけると思います。 (^^ゞ


わからない部分がありましたら、補足をどんどんつけてもらっても構いません!!

以上高校二年の若造でした。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

>「(反応熱)=(反応で生成した(できあがった)物質の生成熱の総和)-(反応前の物質の生成熱の総和)」
すみません、なんか頭がこんがらがってきました。
どういうことか詳しく教えていただけませんか?

補足日時:2004/11/02 21:59
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さっき投稿したやつは文字が若干ズレているのでこっちを見てください。



熱化学の問題の一般的な解き方

はじめに熱化学方程式の意味を考えましょう。

例えば
H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
という方程式が表すのは
「気体の水素1モルと気体の酸素1/2モルを反応させると液体の水と1モルと285kJのエネルギーが出てきますよ」
ということです。

ところでこの285kJはどこから出てきたのでしょうか?
それは気体の水素1モルと気体の酸素1/2モルが持つエネルギーと液体の水と1モルの持つエネルギーの差です。
言い換えれば気体の水素1モルと気体の酸素1/2モルが持つエネルギーは液体の水と1モルの持つエネルギーよりも285kJだけ多いのです。

つまり熱化学方程式はある一面として「右辺のエネルギーの総和と左辺のエネルギーの総和が等しい」ということを意味しているのです。

つまり熱化学方程式でH2Oと書くときは、単に水という物質を表しているのではなく、水の持つ「エネルギー」を表しているのです。

このことを確認してからいきましょう。

さて単体の持つエネルギーは0です。(これは基本ですね)

それを表すために次のように書き込みます。(実は(2)の式は不要です)

H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
0      0    
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
0      0
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
          0

さらに「右辺のエネルギーの総和と左辺のエネルギーの総和が等しい」と言うのが熱化学方程式の意味ですから、それを満たすように様々な物質の持つエネルギーを書き込んでいきます。

そうすると

H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
0      0      -285 
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
0      0      -393
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
          0

となります。

これによって水や二酸化炭素の持つエネルギーが分かったのでそれをどんどん書き込みます。

H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
0      0      -285 
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
0      0      -393
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
           0      -393   2(-285)←物質の持つエネルギーというのは「1モルあたりのエネルギー」を表していることに注意。

(4)の式で

CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
-237        0      -393   2(-285)

となります。
つまりメタノールの持つエネルギーは-237kJだと分かります。

ところでメタノールの生成熱をQkJとすると

C(黒鉛) + 2H2(気) + 1/2O2(液)=CH3OH + QkJ
となります。

これにも同様にエネルギーを書き込むと

C(黒鉛) + 2H2(気) + 1/2O2(液)=CH3OH + QkJ
0       0      0      -237

となります。

これからQ=237kJです。
つまりメタノールの生成熱は237kJと言うことになります。

ところでこの237kJと言うのはちょうどメタノールの持っていたエネルギーの逆になっていることに気付いたでしょうか?
その理由は自分で考えてみてください。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。熱化学方程式の一般的な解法を教えていただいて助かります!いろいろな問題で試してみます!

お礼日時:2004/11/03 08:24

熱化学の問題の一般的な解き方



はじめに熱化学方程式の意味を考えましょう。

例えば
H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
という方程式が表すのは
「気体の水素1モルと気体の酸素1/2モルを反応させると液体の水と1モルと285kJのエネルギーが出てきますよ」
ということです。

ところでこの285kJはどこから出てきたのでしょうか?
それは気体の水素1モルと気体の酸素1/2モルが持つエネルギーと液体の水と1モルの持つエネルギーの差です。
言い換えれば気体の水素1モルと気体の酸素1/2モルが持つエネルギーは液体の水と1モルの持つエネルギーよりも285kJだけ多いのです。

つまり熱化学方程式はある一面として「右辺のエネルギーの総和と左辺のエネルギーの総和が等しい」ということを意味しているのです。

つまり熱化学方程式でH2Oと書くときは、単に水という物質を表しているのではなく、水の持つ「エネルギー」を表しているのです。

このことを確認してからいきましょう。

さて単体の持つエネルギーは0です。(これは基本ですね)

それを表すために次のように書き込みます。(実は(2)の式は不要です)

H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
0      0    
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
0      0
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
         0

さらに「右辺のエネルギーの総和と左辺のエネルギーの総和が等しい」と言うのが熱化学方程式の意味ですから、それを満たすように様々な物質の持つエネルギーを書き込んでいきます。

そうすると

H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
0      0    -285 
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
0      0     -393
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
         0

となります。

これによって水や二酸化炭素の持つエネルギーが分かったのでそれをどんどん書き込みます。

H2(気)+1/2O2(気)=H2O(液)+285kJ (1)
0      0    -285 
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+393kJ (3)
0      0     -393
CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
         0     -393  2(-285)←物質の持つエネルギーというのは「1モルあたりのエネルギー」を表していることに注意。

(4)の式で

CH3OH(液)+3/2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+726kJ(4)
-237       0     -393  2(-285)

となります。
つまりメタノールの持つエネルギーは-237kJだと分かります。

ところでメタノールの生成熱をQkJとすると

C(黒鉛) + 2H2(気) + 1/2O2(液)=CH3OH + QkJ
となります。

これにも同様にエネルギーを書き込むと

C(黒鉛) + 2H2(気) + 1/2O2(液)=CH3OH + QkJ
0      0      0     -237

となります。

これからQ=237kJです。
つまりメタノールの生成熱は237kJと言うことになります。

ところでこの237kJと言うのはちょうどメタノールの持っていたエネルギーの逆になっていることに気付いたでしょうか?
その理由は自分で考えてみてください。
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まず、メタノールの生成熱の熱化学方程式を作ります。


生成熱が具体的にいくらか分かりませんからQと置きましょう。これがポイントです。

C(黒鉛)+2H2(気)+1/2O2=CH3OH(液)+Q (5)

(5)式はこれから目指すべき完成予想式です。

(5)式の左辺には黒鉛や酸素がありますから、同じく左辺に黒鉛や酸素のある(3)式からいじっていくことにしましょう。
(3)式の右辺には二酸化炭素があって邪魔ですね。
そこで(3)式-(4)式をしましょう

C(黒鉛)-CH3OH(液)-1/2O2(気)=-2H2O(液)-333kJ (6)

(6)式の右辺に液体の水があって邪魔ですから、
(6)+2×(1)をしましょう。
C(黒鉛)+2H2(気)+1/2O2(気)-CH3OH(液)=237kJ
左辺の-CH3OH(液)を移項すれば
C(黒鉛)+2H2(気)+1/2O2=CH3OH(液)+237 kJ
となって(5)式の完成予想とあっていますね。
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Q燃焼熱から生成熱を求めるとき

炭素・水素・メタンの燃焼熱から、メタンの生成熱を求めるとき、「メタンの生成熱=炭素の燃焼熱+水素の燃焼熱ーメタンの燃焼熱」で答えが導き出せるようなのですが、どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
炭素の燃焼熱=二酸化炭素の生成熱、水素の燃焼熱=水の生成熱だということは分かります。

これは、(反応熱)=(生成物の生成熱の和)-(反応物の生成熱の和)という式と何か関係があるのでしょうか。

また、基礎的なことなのですが、生成物はどういったもので、反応物はどういったものだという理解ができていません。簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。

教えていただけると幸いです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。
読んで字のごとくです。そのままです。日本語の問題です。
生成物とは生成する物で、反応物とは反応する物です。
反応物が反応して、生成物が生成します。化学反応式では
 反応物 → 生成物
です。

>どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
ヘスの法則(総熱量保存の法則)は理解していますか?
反応熱の総量を考える場合、どんな道筋をたどろうと、最初と最後の物質で決まると言うものです。
この法則より、炭素や水素を燃やしてしまうときの反応熱(1)と、炭素と水素からメタンを一旦作る反応熱+メタンを燃やしてしまうときの反応熱(2)は等しくなるはずです。つまり、
Cの燃焼熱+H2の燃焼熱(2mol分)=メタンの生成熱+メタンの燃焼熱

なお、
>(反応熱)=(生成物の生成熱の和)-(反応物の生成熱の和)という式
を知っているのならできないはずがないと思います。
メタンの燃焼の熱化学方程式
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をそのままその式に当てはめればよいのです。
 反応熱Q=(CO2とH2Oの生成熱の総和)-(CH4とO2の生成熱の総和)
生成熱は、(最も安定な)単体から作るときの反応熱なのは当然理解していますよね。
ではO2の生成熱が0となることも自明ですよね。

>簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。
読んで字のごとくです。そのままです。日本語の問題です。
生成物とは生成する物で、反応物とは反応する物です。
反応物が反応して、生成物が生成します。化学反応式では
 反応物 → 生成物
です。

>どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
ヘスの法則(総熱量保存の法則)は理解していますか?
反応熱の総量を考える場合、どんな道筋をたどろうと、最初と最後の物質で決まると言うものです。
この法則より、...続きを読む

Q化学反応と熱について

メタノールCH3OH、炭素、水素の燃焼熱はそれぞれ726KJ/mol、394KJ/mol、286KJ/molである。
メタノールの生成熱はいくらになりますか?

Aベストアンサー

それぞれの燃焼の熱化学式は
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ですね。これらに適当な係数を掛けて足したり引いたりして
C + 2H2 + (1/2)O2 → CH3OH + QkJ
という形にすればいいのです。一番目の式は左辺にメタノールがあるので左右をひっくり返して書き、その下に二番目の式を書くと
CO2 +2H2O → CH3OH + (3/2)O2 -726kJ
C +O2 → CO2 + 394kJ
これを足すと
C +2H2O → CH3OH + (1/2)O2 -332kJ
となり、左辺には水素がなくて水が余り、右辺に酸素が余っています。そこで三番目の式の2倍を足すと
C + 2H2 + (1/2)O2 → CH3OH + 240kJ
となります。

Q結合エネルギーからアンモニアの生成熱を求めよ。 (結合エネルギー N三N:940 NーH:390 H

結合エネルギーからアンモニアの生成熱を求めよ。
(結合エネルギー N三N:940 NーH:390 HーH:436kj)の解き方がわかりません。

今の自分の解答はこうなってます。
N2+3H2=2NH3+Qkjより
Q=N2+3H2-2NH3とおき、
2N=N2+940kj
2H=H2+436kj
N+3H=NH3+390kjより
Q=-940+(-3×436)+2×390となっています。
答えが46kjなので、全然一致しないのですが、どこが間違っていますか?教えてください。

Aベストアンサー

先ず、「生成熱」の定義が惜しい
>N2+3H2=2NH3+Qkjより
「生成熱」とは、その物質を1mol作るときに発生するエネルギーです。
だから・・・
※化学反応式ではないので、分数なんか気にしない!とにかく目的物質を1molにすること。


>2N=N2+940kj
良し
>2H=H2+436kj
良し
>N+3H=NH3+390kj
不正解
「NーH:390」が3個あるよ!

>Q=-940+(-3×436)+2×390となっています。
以上をかんがえて、もう一度やりないし。

Q熱化学方程式の問題です

メタンCH4,炭素(黒鉛),水素の燃焼熱はそれぞれ891KJ/mol,394KJ/mol,286KJ/molです。
メタンの生成熱を求めなさい。

回答には

CH4+202=CO2+2H2O=891kj・・・・(1)
O(固)+CO=CO2+394kj・・・(2)
CO+2/1O2=CO2+286kj・・・(3)



(2)+(4)×2-(1)で、CO2、H2Oが消去され、
C + 2 H2 = CH4 + 75 kJ

とかいているですが、そもそもこの連立の計算のしかたもよくわかりません
この計算は、一体何ちかづけさせていけどばいいのですか
直接(1)-(2)にしなかったのは、メタンが左辺にあるので。ということを先生が
いっていたのですが、左辺があるからなぜひかないのでしょう。


反応熱 = (生成物の生成熱の総和) - (反応物の生成熱の総和)

↑こういうのをつかわず、連立をつかうときの、
計算の仕方や、コツなどをおししえてくださぃ><

ほんと理解できないやつですいません

Aベストアンサー

まず,これは数学と言うより,化学の問題なので,化学スレで聞く方がいいです。

>メタンCH4,炭素(黒鉛),水素の燃焼熱はそれぞれ891KJ/mol,394KJ/mol,286KJ/molです。

だとすると,立てる式は,
> CH4+202=CO2+2H2O=891kj・・・・(1)
> O(固)+CO=CO2+394kj・・・(2)
> CO+2/1O2=CO2+286kj・・・(3)
ではなく,

CH4+2O2=CO2+2H2O+891kJ/mol (1)
C(固)+O2=CO2+394kJ/mol (2)
H2+(1/2)O2=H2O+286kJ/mol (3)
だと思います。(ジュールJは大文字です)

あとは普通の数式と同じで,
C(固)+2H2-CH4=X [kJ/mol]
の形に変形して,Xを出せばよいわけです。

(2)+2×(3)を作ると,
C(固)+2H2+2O2=CO2+2H2O+(394+2*286)kJ/mol
ここから(1)を引きます。
C(固)+2H2+2O2-CH4-2O2=CO2+2H2O-CO2-2H2O+(394+2*286-891)kJ/mol
=(394+2*286-891)kJ/mol=75kJ/mol
よって,
C(固)+2H2=CH4+75kJ/mol
が得られました。

まず,これは数学と言うより,化学の問題なので,化学スレで聞く方がいいです。

>メタンCH4,炭素(黒鉛),水素の燃焼熱はそれぞれ891KJ/mol,394KJ/mol,286KJ/molです。

だとすると,立てる式は,
> CH4+202=CO2+2H2O=891kj・・・・(1)
> O(固)+CO=CO2+394kj・・・(2)
> CO+2/1O2=CO2+286kj・・・(3)
ではなく,

CH4+2O2=CO2+2H2O+891kJ/mol (1)
C(固)+O2=CO2+394kJ/mol (2)
H2+(1/2)O2=H2O+286kJ/mol (3)
だと思います。(ジュールJは大文字です)

あとは普通の数式と同じで...続きを読む

Q燃焼熱。

CO+2H2→CH3OH(g)の標準反応エンタルピーとCO、CO2、H2O(g)の標準生成エンタルピーが、それぞれ、-111、-394、-242[kJmol-1]と与えられています。
ここから、メタノールの燃焼熱を求めるにはどのようにしたら良いのでしょうか?
ちなみに、熱力学は弱いです…。

Aベストアンサー

特に解法には問題がないと思います。
気になったと言えば、R = 8.0 [J/K mol]と置いている点で、
R = 8.3 [J/K/mol] と置くと、CO + 2 H2 → 2 CH3OH (g)の標準反応エンタルピーは
ΔH = -96 kJ/molとなります。
もっとも最終的な答えはほとんど変わりません。

>もしかして、生成する水がgasかliquidかの問題?

それが回答だと思います。
一般に燃焼熱の場合は、H2Oに関しては液体を標準状態としていますので、
水の生成熱としては、
H2 + 1/2O2 → H2O (g) + 241.826 kJ/mol
ではなくて、
H2 + 1/2O2 → H2O (l) + 285.84 kJ/mol
を採用するべきです。

水の燃焼熱として242 kJ/molの変わりに286 kJ/molを採用すると、
最終的な値が+44 x 2 kJ/mol多い、763 kJ/molとなります。

私の手元の資料によると、
メタノールの燃焼エンタルピーは、液体で-726.51 kJ/mol
気体で-764.50 kJ/molだそうですので、H2O (l)から正しく
CH3OH (g)の燃焼熱が求まっていることが分かります。
メタノールの液体と固体での燃焼エンタルピーの差は、
蒸発エンタルピー(沸点64.53 ℃で、-35.284 kJ/mol)に相当します。

特に解法には問題がないと思います。
気になったと言えば、R = 8.0 [J/K mol]と置いている点で、
R = 8.3 [J/K/mol] と置くと、CO + 2 H2 → 2 CH3OH (g)の標準反応エンタルピーは
ΔH = -96 kJ/molとなります。
もっとも最終的な答えはほとんど変わりません。

>もしかして、生成する水がgasかliquidかの問題?

それが回答だと思います。
一般に燃焼熱の場合は、H2Oに関しては液体を標準状態としていますので、
水の生成熱としては、
H2 + 1/2O2 → H2O (g) + 241.826 kJ/mol
ではなくて、
H2 + 1/2O...続きを読む

Q生成熱と反応熱の計算 左辺-右辺? 右辺-左辺?

こんにちは
生成熱と反応熱についての計算についてお聞きしたいのです。

それぞれの生成熱を「メタン74 二酸化炭素394 一酸化炭素111 水286kj/mol」とする。
反応熱Qxを求めよ
Ch4(気)+ 2O2(気) = CO2(気) + 2H20(液) + Qxkj

というモノですが
参考書には、
反応熱=(右辺:生成物の生成熱の総和)-(左辺:反応物の生成熱の総和)
とあり、
反応熱Qx = 「CO2(気) + 2H20(液)」のQ - 「Ch4(気)+ 2O2(気)のQ
となっているのですが、いまいち意味が良くつかめません。

私の意見としては物理的な見方になるのですが、
「Ch4(気)+ 2O2(気)」のQが、「CO2(気) + 2H20(液)」のQとQxになったのですから、
Qx = 「Ch4(気)+ 2O2(気)」のQ - 「CO2(気) + 2H20(液)」のQ
となる、つまりQx=左辺-右辺となるのが普通ではないのでしょうか?

ご存じの方、どうか宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

CH4+2CO2=CO2+2H2O+QxkJ
という式は
「CH4+ 2O2」のQ - 「CO2 + 2H2O」のQ =Qx
という意味ですから
Qx=「CH4+ 2O2」のQ - 「CO2 + 2H2O」のQ 
と書いても同じものです。従ってこの式自体は正しいです。
このQはこの化合物の持っているエネルギーを表しています。
でも生成熱とは等しくありません。
生成熱=「成分元素の単体」のQ-「化合物」のQ
成分元素単体のエネルギーを基準に取ったとします。
成分元素の単体のQ=0とする事になりますから
生成熱=-化合物のQ
です。符号が逆になります。

左辺の生成熱の和Q1と右辺の生成熱の和Q2がQxとどういう風に関係するかの図を書いておきます。

  C+2H2+2O2
-------------------
↑                    ↑            
|                    |
Q1                   |
|                    |
↓ CH4+2O2           Q2 
----------      |
        ↑            |
        Qx           |
        ↓ CO2+2H2O ↓ 
      ----------------------

Qx=Q2-Q1
です。

CH4+2CO2=CO2+2H2O+QxkJ
という式は
「CH4+ 2O2」のQ - 「CO2 + 2H2O」のQ =Qx
という意味ですから
Qx=「CH4+ 2O2」のQ - 「CO2 + 2H2O」のQ 
と書いても同じものです。従ってこの式自体は正しいです。
このQはこの化合物の持っているエネルギーを表しています。
でも生成熱とは等しくありません。
生成熱=「成分元素の単体」のQ-「化合物」のQ
成分元素単体のエネルギーを基準に取ったとします。
成分元素の単体のQ=0とする事に...続きを読む

Qコロイドの性質

コロイド溶液の性質を調べる実験で
透析チューブに水酸化鉄((3))のコロイド溶液を入れ、
それを純粋の入ったビーカーに入れる。(透析)
次にそのビーカーの水を試験管にとってヘキサシアノ鉄((2))酸カリウム水溶液を
2~3滴加え、その結果試験管内の水溶液はどうなるか?
というものだったのですが結果は緑色に変色しました。
これは一体なんでなんでしょうか?
あとへキサシアノ鉄((2))酸カリウム水溶液とは
一体どのようのものなのでしょうか?
教えてください

Aベストアンサー

 コロイド溶液の透析実験ですね。
まず、塩化鉄(3)FeCl3溶液を沸騰水中に入れて、水酸化鉄(3)Fe(OH)3のコロイド粒子を作ります。
 反応式:FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl
で、半透膜(透析チューブ)は、溶液の溶媒およびイオンのような小粒子は透過するが、コロイドのようなやや大きいめの粒子は透過できないという実験です。
 上記の反応で作ったコロイド溶液なら、外液にはコロイドは出てきませんが、イオンは出てきます。ので、以下の実験をします。
1)Cl-の検出反応
  塩化物イオンは半透膜を通過するので反応します。
  硝酸銀AgNO3溶液を滴下すると塩化銀の白色沈殿(AgCl)を生じます。
2)Fe3+の検出反応
  これはコロイドに変化していますから反応しません。
  ヘキサシアノ鉄(2)カリウム(フェロシアン化カリウム:黄血塩)
  K4[Fe(CN)6]を使用して検出しますが、反応しません。普通は、
  やや黄色の液体のままになるはずです。
  もし、Fe3+のイオンが存在していたら、鮮やかな青色沈殿を生じます。
  ブルーシアンブルーなどと呼ばれますが。
 ところが、ご質問の「緑」色は鉄の2価のイオンの色です。鉄(2)の
 化合物が水に溶けると[Fe(H2O)6]2+の錯イオンを生じ、緑色になります。
 つまり、鉄の2価のイオンの存在が一番怪しい。何か還元状態になって、
 鉄イオンが3価から2価に変化したか、ヘキサシアノ鉄(2)カリウムの
 変質による、鉄の2価イオンの遊離などが考えられますが。
  もう少し、詳しい状況を教えてください。

参考URL:http://www.nhk-gaku.ac.jp/hs/teach/kagaku/p4_01.htm

 コロイド溶液の透析実験ですね。
まず、塩化鉄(3)FeCl3溶液を沸騰水中に入れて、水酸化鉄(3)Fe(OH)3のコロイド粒子を作ります。
 反応式:FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl
で、半透膜(透析チューブ)は、溶液の溶媒およびイオンのような小粒子は透過するが、コロイドのようなやや大きいめの粒子は透過できないという実験です。
 上記の反応で作ったコロイド溶液なら、外液にはコロイドは出てきませんが、イオンは出てきます。ので、以下の実験をします。
1)Cl-の検出反応
  塩化物イオンは半透...続きを読む

Q高校化学 エネルギー図がかけません。

この問題ではエネルギー図はどのようになりますか。
画像を添付してくれると嬉しいです。

炭素(黒鉛)および一酸化炭素の燃焼熱は、394kJ/mol、283kJ/molである。
次の熱化学方程式の反応熱を求めよ。

   C(黒鉛)+CO2(気)=2CO(気)+QkJ

答えは-172kJです。
解答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

炭素の燃焼(酸化)の熱化学方程式は
C+O2=CO2+394(kJ)...(1)
一酸化炭素の燃焼(酸化)の熱化学方程式は
2CO+O2=2CO2+283*2(=566kJ)...(2)
(1)式と(2)式を解けば
C+CO2=2CO-172(kJ)

これを、エネルギー図で表すと添付画像のようになります。
二重矢印が、求める反応熱Q。
下向きが発熱反応であるので、図から上向きになっているので、吸熱反応。
したがって、Qの値は負になります。

手書きで、少々雑なところはご了承下さい。

Qコロイド溶液

学校で水酸化鉄(3)のコロイド溶液をつくり、その性質を調べる実験で、
水酸化鉄(3)のコロイド溶液をセロハン袋に入れ、
50℃の純水中につるして、しばらく放置しました。

セロハン袋中の液を試験管3本に5mlずつとって、
各試験管に、それぞれ塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウムの各水溶液を2mlずつ加えて放置し、その変化を見ました。

結果は、塩化ナトリウムと塩化カルシウムを加えたときは変化なしで、硫酸ナトリウムを加えたときは白く濁りました。

この結果から、水酸化鉄(3)のコロイド粒子が帯びている電荷の種類と、その理由を考えなければならないのですがわかりません。
教えてください。おねがいします。

Aベストアンサー

高校の化学(1)Bの実験だという前提で話を進めさせていただきます。
 ※この回答では価数を、かっこでくくって表します。

 この課題は、試薬(電解質)の価数がキーポイントです。
<実験結果>
塩化ナトリウム:NaCl
  1価の酸Na(+)と1価の塩基Cl(-)  →変化なし
塩化カルシウム:CaCl2
  2価の酸Ca(2+)と1価の塩基Cl(-) →変化なし
硫酸ナトリウム:Na2SO4
  1価の酸Na(+)と2価の塩基SO4(2-)  →白濁

ここで、
「コロイド粒子はその表面電荷で互いに反発し合っているから沈殿しない」
っていうのはなんとなくわかりまよね?

ここに電解質を加えてコロイド粒子と反対符号の電荷のイオンを増やすと、
その表面電荷を打ち消してしまうため、コロイドは沈殿します
(凝析とか塩析として紹介されていると思います)。

その打ち消す力は、反対符号の、電荷の価数が大きいイオンほど強いです。
 「コロイド粒子と反対符号の電荷の価数の大きいイオンほど、
  コロイド粒子を粒子を凝析させる力が強い」
という感じのことが教科書に書いてあると思いますので見てみて下さい。

 このことが分かれば、今回の実験結果でコロイド粒子が凝析された(白濁した)電解質の種類が理由となり、水酸化鉄(3)のコロイド粒子が帯びている電荷の種類が分かると思います!

高校の化学(1)Bの実験だという前提で話を進めさせていただきます。
 ※この回答では価数を、かっこでくくって表します。

 この課題は、試薬(電解質)の価数がキーポイントです。
<実験結果>
塩化ナトリウム:NaCl
  1価の酸Na(+)と1価の塩基Cl(-)  →変化なし
塩化カルシウム:CaCl2
  2価の酸Ca(2+)と1価の塩基Cl(-) →変化なし
硫酸ナトリウム:Na2SO4
  1価の酸Na(+)と2価の塩基SO4(2-)  →白濁

ここで、
「コロイド粒子はその表面電荷で互いに反発し合っているから沈殿しない」
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Q一酸化炭素COが完全燃焼して

一酸化炭素COが完全燃焼して
二酸化炭素CO2ができるとき
一酸化炭素1molあたり283KJの熱が発生する

化学反応式を教えて下さい


一酸化炭素1molあたりの熱量なので
一酸化炭素の係数を1にするために
両辺に二分の1をかける
(式の形でおかずに計算すること)

全然分かりません(;_;)
教えて下さいっ(´\ω\`)

Aベストアンサー

>化学反応式を教えて下さい

 正確には「熱化学方程式」ですね。

 化学反応式は

 2CO + O2 → 2CO2

となりますが、熱化学方程式では注目する物質 1mol あたりで考えるので、注目する物質の係数が 1 になるようにします。今回の場合は、一酸化炭素に注目しているので、CO の係数が 1 になるようにすべての項目に 1/2 をかけ、次のようになります。

 CO + (1/2)O2 = CO2 + 283kJ

 この式の意味は、「一酸化炭素 1mol が酸素(1/2)mol と反応して、二酸化炭素が 1mol生じ、熱が 283kJ 発生する」ということです。


--------------------

#1さんの

>酸素原子1つでは、存在する事は出来ません。
>ですの化学反応式ので両辺に1/2をかける事自体
>ナンセンスです

ですが、熱化学方程式の係数は分子の個数ではなく、反応する物質の物質量ですから 1/2 をかけるのに何の問題もありません。「酸素分子 1/2個」はナンセンスでも「酸素 1/2mol」にはちゃんと意味があります。

http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture1/lect3011.html

>化学反応式を教えて下さい

 正確には「熱化学方程式」ですね。

 化学反応式は

 2CO + O2 → 2CO2

となりますが、熱化学方程式では注目する物質 1mol あたりで考えるので、注目する物質の係数が 1 になるようにします。今回の場合は、一酸化炭素に注目しているので、CO の係数が 1 になるようにすべての項目に 1/2 をかけ、次のようになります。

 CO + (1/2)O2 = CO2 + 283kJ

 この式の意味は、「一酸化炭素 1mol が酸素(1/2)mol と反応して、二酸化炭素が 1mol生じ、熱が ...続きを読む


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