熱化学方程式ででてくる「黒鉛の昇華」ってどういう意味なんですか?教えてください。

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熱 化学」に関するQ&A: 熱化学方程式です。

A 回答 (4件)

物質の状態変化については、省略します。


黒鉛の昇華が実際に起こる場面は、黒鉛を電極でアーク放電した場合に、電極温度が3000℃くらいになります。黒鉛は1気圧では液体として存在しないために気体になります。これが黒鉛の昇華です。
黒鉛電極は昇華のために次第に小さく(短く)なっていきます。
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気体→固体・固体→気体への変化を昇華といいます(気体→固体を凝固ということもある)。



ちなみに
気体→液体は凝縮
液体→気体は蒸発
液体→固体は凝固
固体→液体は融解
といいます。

物質によりますが昇華は気圧を低くするとおきやすくなります。
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昇華とは、物質の三態の相変化のうちの一つです。



簡単に言うと、固体が気体に変化したり気体が固体に変化する事を昇華と言います。(途中で液体にならないというのが重要。)

有名なのがドライアイス。二酸化炭素の固体が液体にならずに気体になります。(ちなみにドライアイスの周りでモクモクしている白い煙は二酸化炭素ではなくて水蒸気が冷やされて水になってできた湯気<?>らしいです)
あとはヨウ素がよく、教科書などで紹介されます。

くわしくは化学の物質の三相変化、の章でもごらんください。

っで、黒鉛の昇華とはおそらく、黒鉛の気体が固体になったり、固体が気体になる事でしょう。式の途中ではC(g)、C(s)などとかかれることもある。
g:gas=気体、s:solid=固体
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昇華とは、物体の三態の相変化のうちの一つです。



簡単に言うと、固体が気体に変化したり気体が固体に変化する事を昇華と言います。(途中で液体にならないというのが重要。)

有名なのがドライアイス。二酸化炭素の固体が液体にならずに気体になります。(ちなみにドライアイスの周りでモクモクしている白い煙は二酸化炭素ではなくて水蒸気が冷やされて水になってできた湯気<?>らしいです)
あとはヨウ素がよく、教科書などで紹介されます。

くわしくは化学の物質の三相変化、の章でもごらんください。

っで、黒鉛の昇華とはおそらく、黒鉛の気体が固体になったり、固体が気体になる事でしょう。式の途中ではC(g)、C(s)などとかかれることもある。
g:gas=気体、s:solid=固体
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Q熱化学方程式-ヘスの法則:反応熱Q=(生成物の生成熱の総和)-(反応物の生成熱の総和)の公式が理解できません。

問)メタン、炭素(黒鉛)、水素の燃焼熱がそれぞれ890,394,286kJ/molであるとき、メタンの生成熱(kJ/mol)を求めよ。
ただし、メタンと水素が燃焼したときに生じる水は液体であるとする。
答え
CH4(気)+2O2(気)=CO2(気)+2H2O(気)+890kJ
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+394kJ
H2(気)+(1/2)O2(気)=H2O(液)+286kJ
なので、メタンの生成熱をxkJ/molとおいて
反応熱Q=(生成物の生成熱の総和)-(反応物の生成熱の総和)の公式から、
890=(394+2*286)-x ⇔ x=76
∴ 76kJ
なのですが、生成物・反応物の下に生成熱を書きこむと
左辺が76kJ,0kJ、右辺が394kJ,2*286kJ,890kJで
右辺の方が圧倒的に熱量が大きいので、意味が分からなくなりました。
何故、反応熱Q=(反応物の生成熱の総和)-(生成物の生成熱の総和)でないのか教えてもらえませんか?

*別解(組み立て、エネルギー図)は理解できています。

Aベストアンサー

えっと....
メタンでのみ疑問に思いました? 例えば
C(黒鉛) + O2 (g) = CO2 (g) + 394 kJ
の生成物や反応物の下に生成熱を書き込んでみる (普通しないだろうけど, 「してはいけない」ということもないですよね) と
・左辺は (単体だけなので) 0 kJ
・右辺は 394 kJ と 394 kJ で 788 kJ
になるんだけど, 何かおかしいと思いませんか?
で何がおかしいかというと, 「各物質の下に熱量を書き込むのはいいとしても, 書き込むべき熱量は生成熱ではなく『その物質が持っている (単体からの相対的な) 熱量』でなければならない」ということに気付いていないんです.
つまり,
C + O2 = CO2 + 394 kJ
に対して書き込む熱量は (3つの物質それぞれに対し) 0 kJ, 0 kJ, -394 kJ であるべきです. これなら等号で成り立ちますね.

Q熱化学方程式の融解熱・蒸発熱を絶対値で表す理由

はじめて質問させていただきます。よろしくおねがいします。

普通、熱化学方程式の融解熱・蒸発熱は、たとえば水の蒸発熱ですと、
H2O(液)=H2O(気)-44kJ(数字は、本来小さい文字です)
とあるのに、ある参考書を読むと、「融解熱・状態熱は、吸熱だが絶対値で表す」と書いてあります。
疑問は、熱化学方程式の融解熱・蒸発熱を絶対値で表す理由がよく分からなくて、何でなのかな…と思っています。

分かる方が居ましたら、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.2の補足です。
水と水蒸気の間の変化を表す熱化学方程式は、
H2O(液)=H2O(気)-44kJ または
H2O(気)=H2O(液)+44kJ
と表すことになります。ここで、符号を逆転させることは出来ません。

ただし、「気化熱」とか「凝縮熱」という言葉を使う場合について、たとえば上式では「水の気化熱は44kJである」ということを表していることになり、下式では「水の凝縮熱は44kJである」と言うことを表していることになります。
言い換えれば、44kJの前の符号が、上式では-であり、下式では+になっていますが、それぞれが表す「気化熱」と「凝縮熱」はいずれも「正の値」になるということです。現実問題としてそれらが負の値になることはありません。

別の表し方をすれば、
H2O(液)=H2O(気)-気化熱 または
H2O(気)=H2O(液)+凝縮熱
になるということです。ここでは気化熱」と「凝縮熱」はいずれも「正の値」です。それらの前の符号の違いに注して下さい。

Q化学の熱化学方程式について

水素H2と窒素N2から標準状態で6.00ℓのアンモニアNH3 を生成するとき、12.3kj の熱を生成する。アンモニアの生成熱(物質1molが単体より生成するときの熱)をあらわす熱化学方程式を求めなさい 
って問題があるんですが、熱化学方程式のやり方を忘れてしまい、教科書を読んでも似たような問題がなく困っています。 どなたか教えていただけないでしょうか。宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

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そのためには、6.00 lのNH3が何モルであるかを計算し、それに基づいて、NH3が1モル生じるときの発熱量x (kJ)を計算すればよいわけです。
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22.4リットルという値は覚えていますよね?

Q臭素の蒸発熱を求める熱化学方程式で

こんにちは。宜しくお願い致します。

[問]水素と臭素から臭化水素が生成する時の熱化学方程式は
H2(気)+Br2(液)=2HBr(気)+73(kJ/mol)
である。
Br-Br、H-Brの結合エネルギーを192(kJ/mol)、366(kJ/mol)とすれば臭素の蒸発熱は何(kJ/mol)か?
[解]
蒸発熱をQ(kJ/mol)とすれば
求める式は
Br2(気)=Br2(液)+Q(kJ/mol) …(1)
よって与式を変形すると
2HBr(気)-H2(気)=Br2(液)-73(kJ/mol) …(2)
また、 題意より
Br=1/2Br2(気)+192(kJ/mol) …(3)
HBr(気)=1/2H2(気)+1/2Br2(気)+366(kJ/mol) …(4)
なので
(2)、(4)より
H2(気)+Br2(気)+2・366(kJ/mol)-H2(気)=Br2(液)-73(kJ/mol)

Br2(気)+2・366(kJ/mol)=Br2(液)-73(kJ/mol)
故に
Br2(気)=Br2(液)-439(kJ/mol)

Q=-489(kJ/mol)
となってしまうのですが何で蒸発熱なのに負数?

(3)式を使わないのも変だと感じています。
何処が間違っているのでしょう?

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また、 題意より
Br=1/2Br2(気)+192(kJ/mol) …(3)
HBr(気)=1/2H2(気)+1/2Br2(気)+366(kJ/mol) …(4)
なので
(...続きを読む

Aベストアンサー

Br2(気)=Br2(液)+Q(kJ/mol) …(1)
H2(気)+Br2(液)=2HBr(気)+73(kJ/mol) …(2)
Br2(気)=2Br(気)-192(kJ/mol) …(3)
HBr(気)=H(気)+Br(気)-366(kJ/mol) …(4)

(3)(4)が違うようなので直しておきますね。
そして、多分水素の結合エネルギー
H2(気)=2H(気)-432(kJ/mol) …(5)
も解答に必要でしょう。

(4)を2倍して
2H(気)+2Br(気)=2HBr(気)+732(kJ/mol) …(6)
(3)(5)を代入します。
H2(気)+432+Br2(気)+192=2HBr(気)+732
整理して
H2(気)+Br2(気)=2HBr(気)+108(kJ/mol)…(7)
(7)-(2)より
Br2(気)-Br2(液)=35(kJ/mol)
∴Q=35(kJ/mol)
いかがでしょうか?

Q化学Iの熱化学方程式の問題です。

問)次の内容を熱化学方程式で表せ。
★ 水素 1.0g が完全燃焼すると水(液)が生じ,143kJ の熱が発生する。原子量 H=1.0


1mol の物質量が完全燃焼するときに発生する熱量を燃焼熱というんですよね?

このことから、1mol の H2 では、143×(1.0g)/(1.0g/mol)=143[kJ] の発熱となり、

H2(気)+(1/2)O2(気)=H2O(液)+143kJ

という答えでいいのかな。と、最初は思ったのですが、

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僕の解答のどこがいけなかったのでしょうか。

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143 は、286 のちょうど 1/2 になっているというところも気がかりです。

教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>1mol の物質量が完全燃焼するときに発生する熱量を燃焼熱というんですよね?
そうです。

ただ、その後の計算が違います。

H2、1.0gは、
n(mol)=w(g)/M(nは物質数、wは質量、Mは分子量)という公式を使うと、
水素分子の分子量は2であるから、
=1.0/2
=0.5(mol)

上記の公式に馴染みがなかったら、比で出してもよいです。
水素の分子量は2である⇔水素が1mol集まると2gになることを表している。
よって水素が1.0gのときの物質量をn(mol)とすると、
1mol:2g=n(mol):1g
2n=1
n=0.5(mol)

いずれにしろ水素分子1.0gは0.5molとなります。そのときの143kJの熱が発生したので、
水素分子1molではその2倍の143×2=286kJの熱量が発生することになります。


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