エンタルピーとエントロピーについて、どうしても先に進めません
100℃1モルのH2O(l)→500K1モルH2O(g)
の時の、エントロピーとエンタルピーを求めるというものです
どうか、よろしくお願いします

A 回答 (1件)

ヒント



(1)水の融解熱はいくらですか?

(2)水の標準生成エンタルピー、標準生成エントロピーはそれぞれいくらですか?

(3)水、水蒸気の定圧熱容量は、温度によらず一定ですか? もし絶対温度Tに依存して変化するなら、どのような関係式で表すことができますか。

(4) ΔHT=ΔH0+∫Cpdt 、 ΔST=ΔS0+∫(Cp/T)dt の2式を使いなさい。但し、最初の温度と最後の温度との間で物質に相転移が起こる場合、その転移熱も考慮しなさい。

 あとは、物理化学の教科書や問題集とにらめっこしながらやってみて下さい。全てを手取り足取りは、ご本人のためにならないと思うからこそですので、ご理解下さい。
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Q危険物の甲種の問題 CとH

甲種 これだけ危険物試験合格大作戦の
P425問題19が、どうしても理解できません

C2H4+H2=C2H4+A(数字は下の小さい字です)

結合の種類
C-C 347.8kJ/mol
C=C 607.6
C-H 414.8
H-H 435.8

この反応熱Aを結合エネルギー値から求めると
左辺が2702.6   右辺が2836.6
ココまではわかるのですが
答えは134だそうです

吸熱反応だとか?があるんでしょうか?
なぜマイナス134じゃないんでしょう

Aベストアンサー

右辺はC2H6+Aでしょうか。
全ての結合が外れた状態を考えます。
全て結合がはずれると、2C+6Hという状態です。この状態を基準にとりましょう。

結合エネルギーは結合をはずすのに必要なエネルギーですから、
左辺から
C2H4 + H2 + 2702.6 kJ/mol = 2C+6H
C2H4 + H2 = 2C+6H -2702.6 kJ/mol
C2H4 + H2という状態は2C+6Hという状態より2702.6kj/mol低い状態(-2702.6kJ/mol高い状態)であるといえます。
右辺から
C2H6 + 2836.6 kJ/mol = 2C+6H
C2H6 = 2C+6H -2836.6kJ/mol
それぞれをもとの式に当てはめると
2C+6H -2702.6 kJ/mol = 2C+6H -2836.6 kJ/mol + A
A = (2C+6H -2702.6 kJ/mol) - (2C+6H -2836.6 kJ/mol)
A = 134.0 kJ/mol
となります。

Q2H2O2 → 2H2O + O2↑の↑の意味

過酸化水素水の分解の化学式は、
2H2O2 → 2H2O + O2
となると思うのですが、
2H2O2 → 2H2O + O2↑
という風に「↑」がついている式を見かけました。
この「↑」の意味を教えて下さい!!もしくは、この「↑」付きの式は単なる間違いなのでしょうか??

Aベストアンサー

気体の発生だとか沈殿が生成するとかを強調するときに書きます。書いても良いし書かなくても良い、そう言う記号です。
イメージとして、気体が発生するというのは泡が下から上に上がっていく様子、沈殿が生じるというのは水溶液中で沈殿が沈んでいく様子を表していると考えて良いでしょう。

QC2H6の構造異性体を書いてみたのですが…

はじめまして

初めて異性体を書いてみたのですが
答えと1つ違いました
どうしてでしょう?
間違っている理由を教えてください

問題■C2H6の構造異性体を書きなさい(2つあります)
    H H
   │ |
H-C-C-H
   | |
   H O-H

原子価はあってますよね(違う?^^;)

Aベストアンサー

No.2です。
こんな風に書いたら、少しは感じが分かるかな。

   C
   |
   C
  /|\
 C | C
   O

   C
   |
   C
  /|\
 C | O
   C

の違い。
要するに、三脚の脚をどちら側から見るかという
違いでしかないわけなんですけど。

Q酸で処理するのH+とH2OとH3O+について

写真を添付したので、その反応での質問です。
この問題は、エノンに、(1)CH3MgI、(2)HCl、を反応させています。

写真で(a)→(b)までは分かるのですが、(b)以降H+やH2Oが現れて付加します。このH+やH2Oというのは初めにH3O+が存在し、H+付加の後にH2Oが残りH2Oが付加するのでしょうか?

「酸を作用させる」という事が頻繁に現れるのですが、H+とH2OとH3O+などが現れてきてよく分からないのですが、どういう場合にどれが付加するのかなどポイントを教えて頂けないでしょうか?

Aベストアンサー

(b)以降は、反応の後処理としての酸による加水分解です。
具体的には反応溶液に希塩酸などを加えることになります。
ただし、その時の酸(ここではH+、ただし、H3O+と書いても本質的に違いはない)というのは触媒であって、反応するのはH2Oです。だから、『酸触媒による加水分解』ということです。
ただし、反応機構を考えるにあたって、+と-の間で反応が進むと考えるのが基本です。(b)から(c)への変化は、電子の豊富な二重結合を狙って電子不足のH+がくっつくことになり、その結果生じた正電荷がOCH3が結合した炭素上(あるいはそのO原子上)に生じるので、今度はそこを狙って、電子の豊富な(δ-をもつ)H2OのO原子が求核攻撃をすることになります。
・・・とすべてがこんな調子です。

ただし、前述のように、水溶液中ではH+とH3O+は本質的に同じものなので、これらがごちゃ混ぜで出てくるような書き方は好ましくありません。なので、より書きやすい方を選んで書けば良いことになります。また、『酸触媒』なので、OH-を書くのもダメです。酸性ではその濃度は極めて低いはずですからね。その代わりにH2Oを書いて、Oの部分で反応した後にH+が取れるように書きます。それならば酸触媒ということと矛盾しません。これが『お約束』です。

答えになっているかどうかわかりませんが、正電荷と負電荷(部分電荷δ+、δ-を含む)というものを意識し、かつ酸性か塩基性化を意識して見直せばかなりのところまでわかると思います。

(b)以降は、反応の後処理としての酸による加水分解です。
具体的には反応溶液に希塩酸などを加えることになります。
ただし、その時の酸(ここではH+、ただし、H3O+と書いても本質的に違いはない)というのは触媒であって、反応するのはH2Oです。だから、『酸触媒による加水分解』ということです。
ただし、反応機構を考えるにあたって、+と-の間で反応が進むと考えるのが基本です。(b)から(c)への変化は、電子の豊富な二重結合を狙って電子不足のH+がくっつくことになり、その結果生じた正電荷がOCH3が結合し...続きを読む

Qf(x)+g(y)+h(z)=C それぞれ定数

f(x)+g(y)+h(z)=C (C:定数)
が任意のx,y,zに対して成立するとき、f(x),g(y),h(z)はそれぞれ定数であることを示し、
それらの3つの定数の間の満たすべき関係式を求めよ。

という問題があるのですが、自分は

定数a,b,cについて、f(a),g(b),h(c)はそれぞれ定数となる。
f(x)+g(y)+h(z)=Cが任意のx,y,zに対して成立するので、
f(x)=C-g(b)-h(c)
g(y)=C-h(c)-f(a)
h(z)=C-f(a)-g(b)
も成立するので、f(x),g(y),h(z)はそれぞれ定数である。
さらにこれらの辺々を加えると、
f(x)+g(y)+h(z)=3C-2(f(a)+g(b)+h(c))
となる。

という回答を考えたのですが、これでいいのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

f, g, h が定数であることを示すところまでは OK. まぁ, a, b, c を持ち出す必要もないといえばないが.
その先はもっと簡単にしないとダメだろうね.

Q1Lの密閉容器にジメチルエーテルC2H6Oの蒸気と乾燥空気(N2:O2

1Lの密閉容器にジメチルエーテルC2H6Oの蒸気と乾燥空気(N2:O2=4:1の混合気体)をあわせて 300Kで1atm入れ、点火し燃焼させた。容器内の圧力と温度は点火直後に急激に上昇したが、燃焼終了後は次第に低下した。燃焼後の容器内の物質を分析したところ、CO2、H2OおよびN2のみが検出され、ジメチルエーテルは完全燃焼したとしてよいことが分かった。以下の問に答えよ
。ただし気体定数R=0.082L・atm/K・mol、300Kにおける水の蒸気圧は0.035atm。

(1)この燃焼反応を化学反応式で示せ
(2)燃焼終了後容器内の圧力が1.5atmに低下したときの温度はいくらか。


----------------
圧力の問題で、(2)では燃焼で生じる水の状態を判断しなければならないのですが、解答では以下のようになっていました。


燃焼後の気体にはO2が無いことから、用いたジメチルエーテルをn molとすれば、混合気体は16n molであり 燃焼後はCO2 2n mol,H20 3n mol N2 12mol で系17n mol。

もしH20が液化したとするならば気体の物質量は14n molとなり300Kのときの圧力は1atmより小さくなる。したがってH20は気体状態と考えられる。


------------
この文章の意味が良く分からないのですが、このことからなぜ水が気体と判断できるのですか???


また別のところには「圧力1.5atmからH2Oは水蒸気の状態であることがわかる」とも書いてあります。これもよくわかりませんでした・・・どうして分かるのでしょうか??


よろしくお願いしますm(_ _)m

1Lの密閉容器にジメチルエーテルC2H6Oの蒸気と乾燥空気(N2:O2=4:1の混合気体)をあわせて 300Kで1atm入れ、点火し燃焼させた。容器内の圧力と温度は点火直後に急激に上昇したが、燃焼終了後は次第に低下した。燃焼後の容器内の物質を分析したところ、CO2、H2OおよびN2のみが検出され、ジメチルエーテルは完全燃焼したとしてよいことが分かった。以下の問に答えよ
。ただし気体定数R=0.082L・atm/K・mol、300Kにおける水の蒸気圧は0.035atm。

(1)この燃焼反応を化学反応式で示せ
(2)燃焼終了後容器内の圧力が1.5atm...続きを読む

Aベストアンサー

#1に間違いがあります。お気づきだとは思いますが訂正しておきます。

>(2)(17/16)nmolのすべてが気体だとして1.5atmになる温度を求めてみます。

→「17nmolのすべてが・・・」

ついでに

>水の飽和蒸気圧は100℃=373Kで1atmです。426Kよりも低い温度の373Kで圧力は1.5atmを超えています。もっと低い温度で液体の水がなくなっていなければいけないのです。

「液体の水が残っているとすると」という文章を「426Kよりも低い温度の373Kで・・・」の前に挿入して下さい。

この言葉が抜けていましたので分かりにくくなったようです。

Q2-romobutane + C2H5OH の置換反応

2-romobutane + C2H5OH の置換反応の生成物は
何なのでしょうか。
ここで基質は2-romobutane
きゅうかく試薬がC2H5OH
溶媒がC2H5OH
です。
わたしの考えでは基質から臭素がとれた
カチオンにC2H5OHがきゅうかく攻撃した後
O-H結合のHが脱離してSN1反応により
2-etoxy butaneが生じるのではと思うのですが。
またここでは置換反応のみ考えています

Aベストアンサー

>補足へ
カチオンの安定性も考えてみてください。
質問者さんの言っている反応が起こった場合、生成するのはエチルカチオンです。非常に不利ですね。一級カルボカチオンですから。
一方、プロトンが発生するのはまったく当たり前というか、普通の話ですよね。
脱離するカチオンの安定性を考えても、カルボカチオンが抜けるというのは普通おかしな設定です。
このようなプロセスが起こりうるのは、t-ブチルカチオンやトリチルカチオンなど、安定なカルボカチオンの場合です。
たとえば、t-ブチルベンゼンにルイス酸(塩化アルミなど)を作用させると、t-ブチル基がカチオンとして抜けてただのベンゼンになってしまいます。普通、芳香族求電子置換反応でアルキル基が抜ける、すなわちレトロフリーデルクラフツがおきるなんて聞かないと思いますが、t-ブチル基だけは別です。

以下はちょっと違った観点での話しです。

プロトンは比較的自由に動くことができます。

たとえば、O-Cに限らず、N-C結合など、重元素間の結合は切れにくいのですが、O-H、N-H、C-Hなど、重元素ー水素間の結合は、容易にプロトン脱離がおきます。これは発生するカチオン、アニオンの安定性を考えれば理解できるでしょう。

速度論的には、水素原子の立体的な小ささや、1s軌道の方向性の無さなど、外部の試薬の攻撃を水素原子が受けやすいこともあります。

また、カルボカチオンの転位の場合など、1s軌道の方向性の無さが転位のしやすさに効いています。

このように、比較的自由にヘテロリティックに解裂してはがれていきやすい水素原子の特性が、酸触媒反応やカルボカチオン転位反応にクリティカルに効いているのだと思います。

この問題の場合、プロトンがただ外れる、というよりは、フラスコの中の弱塩基(エタノールとか混在している水とか臭化物イオンとか)にトラップされる、すなわちブレンステッド酸ー塩基の中和が起こったと考えるべきでしょう。
途中で生成しているのはオキソニウムイオンですよね。いわゆる、水中でのH^+の実際の姿(に近いもの)です。すなわち、酸そのものだといえますね。

>補足へ
カチオンの安定性も考えてみてください。
質問者さんの言っている反応が起こった場合、生成するのはエチルカチオンです。非常に不利ですね。一級カルボカチオンですから。
一方、プロトンが発生するのはまったく当たり前というか、普通の話ですよね。
脱離するカチオンの安定性を考えても、カルボカチオンが抜けるというのは普通おかしな設定です。
このようなプロセスが起こりうるのは、t-ブチルカチオンやトリチルカチオンなど、安定なカルボカチオンの場合です。
たとえば、t-ブチルベンゼンに...続きを読む

Q初歩的な質問ですが、例えば水はH2OですがHが2個とOが1個引っ付いて

初歩的な質問ですが、例えば水はH2OですがHが2個とOが1個引っ付いて水分子の状態であるのは顕微鏡で見ることができるのですか?

Aベストアンサー

水は流体なので常に動きまわっています
なので、大体固体の状態(水ならば氷の状態)にしてから顕微鏡で見ます
で、ここで問題になるのが顕微鏡で、理科の実験室とかにある普通の拡大顕微鏡では見ることができません
そこで、電子顕微鏡というものを使えば分子単位の大きさの物を見ることができます
見ると言っても画像は白黒で丸いのが見える程度ですけどね(笑)

Qサリチル酸C7H6O3は水溶液中でC7H6O3→C7H5O3-+H+のように電離する。サリチル酸の1

サリチル酸C7H6O3は水溶液中でC7H6O3→C7H5O3-+H+のように電離する。サリチル酸の10.0mM水溶液のpHは2.57であった。サリチル酸のpKaを求めよこの問題の解き方を途中式を含めて詳しく教えてください

Aベストアンサー

サリチル酸の解離平衡は次式で表される。
 HX=H^++X^- (1) この解離定数はK_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] (2)
この平衡では常に次の質量バランスと電荷バランスが成り立つ。
  Xの化学種の総量は一定であるから
 A=[HX]+[X^- ] (3)
  Aは最初に調製した酸溶液の濃度 ここでは10.0mol/Lである。
  正電荷と負電荷のバランスは
 [H^+ ]=[X^- ]+[〖OH〗^- ]=[X^- ]+K_w/[H^+ ] (K_w=[H^+ ][〖OH〗^- ]=〖10〗^(-14)) (4)
ここで(2),(3),(4)より次式を得る。
[X^- ]=[H^+ ]-K_w/[H^+ ] [HX]= A-[X^- ]=A-[H^+ ]+K_w/[H^+ ] (5)
 この問題に於いて最初の10.0mol/L溶液のpHが2.57で有る時、式(2)からは
 K_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] =[H^+ ]([H^+ ]-K_w/[H^+ ] )/(A-[H^+ ]+K_w/[H^+ ] ) これに与えられた数値 A=10.0×〖10〗^(-3) [H^+ ]=〖10〗^(-2.57)を代入すれば
  解離定数を計算できます。計算はご自分で 確認してください。
計算のこつは10のマイナスの指数で非常に小さな数は省略して近似計算をすることです。
化学の計算問題は根気です。

サリチル酸の解離平衡は次式で表される。
 HX=H^++X^- (1) この解離定数はK_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] (2)
この平衡では常に次の質量バランスと電荷バランスが成り立つ。
  Xの化学種の総量は一定であるから
 A=[HX]+[X^- ] (3)
  Aは最初に調製した酸溶液の濃度 ここでは10.0mol/Lである。
  正電荷と負電荷のバランスは
 [H^+ ]=[X^- ]+[〖OH〗^- ]=[X^- ]+K_w/[H^+ ] (K_w=[H^+ ][〖OH〗^- ]=〖10〗^(-14)) ...続きを読む

QO2が0.112L(0℃ 1.013×10^5pa)ある。この中に含まれている電子はいくつか。 炭素

O2が0.112L(0℃ 1.013×10^5pa)ある。この中に含まれている電子はいくつか。 炭素原子中にふくまれる中性子の割合は重量比で何%か。また電子の割合は重量比で何%か。 O2が0.112L(0℃ 1.013×10^5pa)ある。酸素は何もるmolか。また酸素分子は何分子存在しているか。 教えて下さい。お願い致します。

Aベストアンサー

O2は0℃ 1.013×10^5Paの条件下、1molで22.4Lの体積を占めます。
0.112Lでは、0.005molということになります。
O2 1molには、6.02×10^23個の分子が含まれているので、
0.005molの酸素には、0.005mol×6.02×10^23個=0.0301×10^23個
=3.01×10^21個の酸素分子を含んでいます。
O原子はその2倍の6.02×10^21個が存在します。
1個の酸素原子は、8個の電子を持っていますので、
8×6.02×10^21個=48.2×10^21個=4.8210^22個の電子があります。

炭素原子に関する問題は、どの程度精密に議論するのかがわかりません。
炭素にはわずかに質量数13の同位体を含んでいます。
今回は、それを無視して、質量数12の炭素原子だけを考えます。
中性子と陽子と質量を比べると、ごくわずか中性子の方が重いが
本当にごくわずかなので、同じとしましょう。
陽子は電子の1836倍の質量であるとしましょう。
炭素原子1個は、陽子6個、中性子6個、電子6個を持っています。
上記条件で計算すると
陽子の重量比49.986% 中性子の重量比49.986% 電子0.027%
全量が100%にならずに99.999%になるのは、端数の四捨五入の
影響です。

O2は0℃ 1.013×10^5Paの条件下、1molで22.4Lの体積を占めます。
0.112Lでは、0.005molということになります。
O2 1molには、6.02×10^23個の分子が含まれているので、
0.005molの酸素には、0.005mol×6.02×10^23個=0.0301×10^23個
=3.01×10^21個の酸素分子を含んでいます。
O原子はその2倍の6.02×10^21個が存在します。
1個の酸素原子は、8個の電子を持っていますので、
8×6.02×10^21個=48.2×10^21個=4.8210^22個の電子があります。

炭素原子に関する問題は、どの程度精密に議論するのかがわかりません。
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