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水素0.400グラムが燃えると57.2kjが発生する。 水素の燃焼熱は何kj/molか。
この問題の解き方を教えてください。
よろしくお願いします

A 回答 (2件)

まずは、エネルギーの単位「ジュール」は大文字の「J」です。

それを間違えると意味を成しません。

問題は、要するに「0.400 グラムの水素は、何mol か?」ということだということが分かりますか?
水素ガスは H2 なので、1mol は「有効数字3桁」のようなので「2.02 g」を使いましょう。
その分子の 1 mol の質量は、分子量に「グラム」を付けた値であるこということを理解しているのかな? 1mol とは、そういう便利は数値なのですよ。

0.400 g が何 mol かといえば
 0.400/2.02 ≒ 0.198 (mol)
なので、水素の燃焼熱は
 57.2 (kJ) / 0.198 (mol) ≒ 289 (kJ/mol)
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水素 1モルが、


何グラムか、
調べるだけの 問題で、

後は、
小学生レベルなのじゃないか?

https://www.convertworld.com/ja/molar-mass/hydro …
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こんにちは。
他の方々からも既に有意義な回答が来ているようですが、次のような説明ではいかがでしょう。
ポイントは、「温度に比例する現象は、絶対零度を起点にする比例が多い」

いささか単純化すると、「温度」とは、「原子・分子の運動や振動の強さ」といえることことはご存知でしょうか。
原子などの運動や振動によって発生する物理現象はいくつかあり、それこそが温度でもあり、温度に関連する現象は絶対零度(-273度C。振動0)を基準とした比例関係になるものが多く、それを予測・把握するためにはやはり絶対温度(K)が便利です。例えば・・・

○ 気体の体積 (ボイルシャルルの法則)
 まあ、「風船の大きさ」ですね。暖めると風船が大きくなることはご存知でしょう。これは、暖めたことで風船の壁に内側からぶつかる原子の運動速度が上がったためといえます。
その場合、もし、20℃から40℃に暖めた場合、大きさは2倍になるのではなく、293K→313Kの比による、約7%大きくなります。
(もっとも、実際には風船の場合はゴムの張力の影響があり、また、完全に冷やしても本当に体積が0になるわけではない(特定の温度で液体や固体となって急に体積が減るが、一方でさらに冷やしてもそれらの体積より小さくならない)のでそれぞれ誤差になることには注意が必要です。)
○ 信号の電子機器の内部雑音 (熱雑音)
 コンピュータや無線機器は、「半導体」(シリコンなど)という物質を使って、小さな信号を大きく増幅することを繰り返しながら動作しますが、この際に問題になるのが「内部雑音」です。半導体は入ってきた信号を増幅するとともに、自分内部で無関係な変動信号(雑音)をわずかながら加えてしてしまうため、入ってくる信号があまりに小さいと出てくる信号が無意味な雑音ばかりになってしまうという欠点があります。
 その内部雑音の原因は、半導体自体の原子の熱振動であり、雑音の強さはまさに半導体の絶対温度に比例しますので、20℃から40℃に上昇した場合も2倍になるのでなく、約7%増加します。
 このような熱振動による雑音を避けるために、より良い半導体を探す研究も続けられていますが、特に小さな電波の信号を扱う天文などの世界では、手っ取り早く半導体を液体窒素などで猛烈に冷やしています。(20℃(293K)から、-190℃(83K)に冷やすと、雑音は本当に1/3.5・・ケルビン温度の比率・・に減少します)

さてさて、いかがでしょうか。
お役に立てば幸いです。

こんにちは。
他の方々からも既に有意義な回答が来ているようですが、次のような説明ではいかがでしょう。
ポイントは、「温度に比例する現象は、絶対零度を起点にする比例が多い」

いささか単純化すると、「温度」とは、「原子・分子の運動や振動の強さ」といえることことはご存知でしょうか。
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Q水素0.400グラムが燃えると57.2kjが発生する。 水素の燃焼熱は何kj/molか。 この問題の

水素0.400グラムが燃えると57.2kjが発生する。
水素の燃焼熱は何kj/molか。
この問題の解き方を教えてください。
答えは286kj/molです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

もう一つの質問の方に答を書きましたが、「286 kJ/mol」ということは、水素の原子量を「1.00」、H2 の分子量を「2.00」にした値ですね。

水素の原子量は「1.0079」なので、有効数字「3ケタ」だと「1.01」、分子量は「2.0158 ≒ 2.02」になります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0

ついでに「有効数字」も理解しましょう。
「水素0.400グラム」といっておきながら、「答えは286 kJ/molです」はあり得ませんね。

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具体的に酢酸で考えるとします。
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割と悩んでいます。

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化学です

見にくいですが、勘弁です!!

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No.3です。質問者さんは高校生かな? 微分方程式
  -d[A]/dt = k[A]
が解けない?
↓ 微分方程式を解くやり方は、こちらを参照ください。
https://xn--qck0d2a9as2853cudbqy0lc6cfz4a0e7e.xyz/theory/reaction-velocity

その場合には、下記のサイトにあるような方法を試してください。「微分」を使わすに、2点間の平均速さから求める方法です。
https://kimika.net/rr5hannosokudokeisan.html

お示しの問題の場合には、
 p[A] → [B]
の化学変化とすると
(注:#1 では、「A の 1 [mol] から B が p [mol] 生成されるという定数を p として」と書きましたが、逆で「A の p [mol] から B が 1 [mol] 生成されるという定数を p として」の間違いでしたね。誤解させてしまったらすみません)

t=0   :[B] = 0、[A] = Ao = 16 * 10^(-3) [mol/L]
t=10 [s] :[B] = 4.0 * 10^(-3)、[A] = Ao = (16 - 4.0p) * 10^(-3) [mol/L]
t=20 [s] :[B] = 7.0 * 10^(-3)、[A] = Ao = (16 - 7.0p) * 10^(-3) [mol/L]
t=40 [s] :[B] = 11.0 * 10^(-3)、[A] = Ao = (16 - 11.0p) * 10^(-3) [mol/L]
t=60 [s] :[B] = 13.2 * 10^(-3)、[A] = Ao = (16 - 13.2p) * 10^(-3) [mol/L]

これで、たとえばt=0~10 [s] の「平均速度」を求めれば
 v_ = | (16 - 4.0p) * 10^(-3) - 16 * 10^(-3) | / (10 - 0)
  = [ 4.0p * 10^(-3) ]/10
  = 0.40p * 10^(-3) [(mol/L)/s]
この間のAの「平均濃度」[A_] は
 [A_] = [16 * 10^(-3) + (16 - 4.0p) * 10^(-3) ]/2 = (16 - 2.0p) * 10^(-3) [mol/L]
ですから、与えられた反応速度の式から
 v_ = k[A_]
となることから
 0.40p * 10^(-3) = k * (16 - 2.0p) * 10^(-3)
→ 0.40p = k * (16 - 2.0p)
→ 16k - (0.40 + 2.0k)p = 0
→ p = 16k/(0.40 + 2.0k)   ①

同じように、たとえばt=10~20 [s] の「平均速度」を求めれば
 v_ = | (16 - 7.0p) * 10^(-3) - (16 - 4.0p) * 10^(-3) | / (20 - 10)
  = [ 3.0p * 10^(-3) ]/10
  = 0.30p * 10^(-3) [(mol/L)/s]
この間のAの「平均濃度」[A_] は
 [A_] = [(16 - 4.0p) * 10^(-3) + (16 - 7.0p) * 10^(-3) ]/2 = (16 - 5.5p) * 10^(-3) [mol/L]
ですから、与えられた反応速度の式
 v_ = k[A_]
から
 0.30p * 10^(-3) = k * (16 - 5.5p) * 10^(-3)
→ 0.30p = k * (16 - 5.5p)
→ 16k - (0.30 + 5.5k)p = 0
→ p = 16k/(0.30 + 5.5k)   ②

①、②が等しいことから
 16k/(0.40 + 2.0k) = 16k/(0.30 + 5.5k)
→ 0.30 + 5.5k = 0.40 + 2.0k
→ 3.5k = 0.10
→ k = 0.02857・・・ ≒ 0.029 = 2.9 * 10^(-2)
となります。


ちなみに、同じように、たとえばt=40~60 [s] の「平均速度」を求めれば
 v_ = | (16 - 13.2p) * 10^(-3) - (16 - 11.0p) * 10^(-3) ] / (60 - 40)
  = [ 2.2p * 10^(-3) ]/20
  = 0.11p * 10^(-3) [(mol/L)/s]
この間のAの「平均濃度」[A_] は
 [A_] = [(16 - 11.0p) * 10^(-3) + (16 - 13.2p) * 10^(-3) ]/2 = (16 - 12.1p) * 10^(-3) [mol/L]
ですから、与えられた反応速度の式
 v_ = k[A_]
から
 0.11p * 10^(-3) = k * (16 - 12.1p) * 10^(-3)
→ 0.11p = k * (16 - 12.1p)
→ 16k - (0.11 + 12.1k)p = 0
→ p = 16k/(0.11 + 12.1k)   ③

①、③が等しいことから
 16k/(0.40 + 2.0k) = 16k/(0.11 + 12.1k)
→ 0.11 + 12.1k = 0.40 + 2.0k
→ 10.1k = 0.29
→ k = 0.02871・・・ ≒ 0.029 = 2.9 * 10^(-2)
と、同じ結果が得られます。

高校生で、微分を習っていないなら、こちらの方法ですね。
時間変化曲線は「曲線」なので、「平均速度」を求めるときに「0~60 [s]」などの広い区間で求めると誤差が大きくなるので、できるだけ狭い区間で求めましょう。

No.3です。質問者さんは高校生かな? 微分方程式
  -d[A]/dt = k[A]
が解けない?
↓ 微分方程式を解くやり方は、こちらを参照ください。
https://xn--qck0d2a9as2853cudbqy0lc6cfz4a0e7e.xyz/theory/reaction-velocity

その場合には、下記のサイトにあるような方法を試してください。「微分」を使わすに、2点間の平均速さから求める方法です。
https://kimika.net/rr5hannosokudokeisan.html

お示しの問題の場合には、
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の化学変化とすると
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Q高校2年 化学 2番についてです。 どうして最後、 0.28+0.56-0.38ではダメなのですか?

高校2年 化学
2番についてです。

どうして最後、
0.28+0.56-0.38ではダメなのですか?

Aベストアンサー

No.2 です。そこに書かれていることの意味が分かりますか?
そもそも、そこに書かれた反応式の意味が分かりますか?

メタノールの燃焼の反応式は
 a・CH3OH + b・O2 → c・CO2 + d・H2O
となるのは分かりますね?
メタノールが燃焼すると、つまり酸素分子と反応すると、二酸化炭素と水ができる、ということです。
問題は、どういう量どうしで反応して、どんな量の二酸化炭素と水になるか、ということです。それが係数の「a, b, c, d」で、その a, b, c, d が「モル数(の比)」になります。

この式が成立するためには、各原子は増えたり減ったりしませんから
・C に着目:a = c   ①
・H に着目:4a = 2d   ②
・O に着目:a + 2b = 2c + d   ③
この連立方程式を解けば(変数4つに方程式3つなので、比までしか求まらない)
①より
 c = a
②より
 d = 2a
これを③に代入して
 a + 2b = 2a + 2a
→ 2b = 3a
→ b = (3/2)a 
よって
 a : b : c : d = 1 : 3/2 : 1 : 2 = 2 : 3 : 2 : 4
これで、反応式は
 2・CH3OH + 3・O2 → 2・CO2 + 4・H2O    ④
となることが分かります。つまり
「メタノール 2 mol と酸素ガス 3 mol とが反応して、二酸化炭素 2 mol と水 4 mol ができる」
という反応です。
まず、これが分かることが基本。

あとは、この mol 比に従って、実際に存在する物質が何 mol ずつ反応するかを考えるのです。

空気は容器内に 4 mol 入っていますが、気体は「標準状態で 1 mol の体積が 22.4 L」で、温度・圧力が等しければどの気体も同じ体積ですから、空気中の窒素と酸素の体積比から、その空気の中の酸素の体積は 1/5 ということです。
体積が 1/5 なら、そこにある mol 数も 1/5 なので、空気中の酸素の mol 数は
 4 [mol] * 1/5 = 0.8 [mol]
ということになります。

反応式の左辺で、メタノールと酸素分子は 2 : 3 の mol 比で反応しますから、「メタノール 0.28 mol と酸素分子 0.42 mol が反応する」ことになります。
酸素分子は 0.8 mol あるので十分足ります。もし酸素分子が不足したら、メタノールは全量燃焼しないうちに燃焼が止まります。「酸欠」ということです。
この場合には、酸素が十分足りるので、メタノールは完全燃焼して、酸素分子が 0.42 mol 消費されます。
それが、赤字の2行目「変化量」の意味です。
その結果、その右辺のように「二酸化炭素 0.28 mol と水 0.56 mol が生成する」ことになります。

メタノールが完全燃焼した結果、最初にあった各々の物質がどれだけ(何 mol)残っているか、というのが3行目の「反応後」に書かれた数値です。
2行目の「反応後」に書かれた数値は、反応式の係数の比率になっていますが、「反応後」の「残りかす」は単に「最初あったものから消費されたのものを差し引いた」ものなので、何の等式も満たしません。それだけ残っているという「偶然」にすぎませんから。

ここまでが、問題を解くための前提条件です。
このスタートラインに、あなたは立っていますか?

No.2 です。そこに書かれていることの意味が分かりますか?
そもそも、そこに書かれた反応式の意味が分かりますか?

メタノールの燃焼の反応式は
 a・CH3OH + b・O2 → c・CO2 + d・H2O
となるのは分かりますね?
メタノールが燃焼すると、つまり酸素分子と反応すると、二酸化炭素と水ができる、ということです。
問題は、どういう量どうしで反応して、どんな量の二酸化炭素と水になるか、ということです。それが係数の「a, b, c, d」で、その a, b, c, d が「モル数(の比)」になります。

この式が成立するために...続きを読む

Q化学についてです。 元素記号を書く際、2文字目、筆記体はダメなのでしょうか? Pbのbを筆記体にした

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Pbのbを筆記体にしたら、学校の先生にバツにされました。l以外は筆記体にしない!絶対って書かれたんですけど、そんな規定ほんとに存在するんですか?
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場合によっては点数は変わることありませんが、抗議しようと思ってます。

Aベストアンサー

全世界の元締めである IUPAC の規定では
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Q(1)は解決しました。 (2)のこたえが0になるとき(3)の証明がうまくいくんですけど、(2)が0に

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(2)のこたえが0になるとき(3)の証明がうまくいくんですけど、(2)が0になる意味がわからないです。教えてほしいです!また0にならないときは(3)の解き方も教えてほしいです!お願いします

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#2です。

>c内に極が存在するのに積分値が0になるのがよくわからなかった

閉じた経路内に極が存在しても、全ての極に対する留数の和が0であればその経路での積分の値は0になります。

たとえば g(z)=1/(z^2+1) として0を中心とした半径R(>1)の円周を1周分の経路で積分すると、この経路で囲まれた中に二つの極(z=±i)がありますが、この経路での積分は0になります。


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