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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 回答 (2件)

>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
 CH4 + 2 O2 = 2 CO2 + 2 H2O + Q
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。
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この回答へのお礼

ヘスの法則の説明文を読んだだけでは、具体的なイメージが頭の中に浮かばず、何となく分かっているような気になっていただけで、きちんと理解していませんでした。
お恥ずかしいですが、「炭素と水素からメタンを一旦作る」ということにも目を向けていませんでした。
(反応熱)=(生成物の生成熱の和)-(反応物の生成熱の和)の用い方が分からなかったのも、どうしても「(生成物の生成熱の和)にCO2とH2Oの生成熱の和がくるのだろう」ということは分かっても、(反応物の生成熱の和)に何を当てはめていいのか分からなかったからです。

回答をいただき、頭の中の整理が徐々に出来てきました。
回答ありがとうございました。

お礼日時:2007/11/27 04:01

 炭素の燃焼熱を a とします。


   C + O2 = CO2 +a ……(1)
 水素の燃焼熱を b とします。
   H2 + (1/2)O2 = H2O + b ……(2)
 メタンの燃焼熱を c とします。
   CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + c ……(3)

 メタンの生成熱を表すために (1) + (2)*2 -(3) の式を作ると
 C + 2H2 - CH4 = a + 2b - c
 メタンを移項して C + 2H2 = CH4 + a + 2b - c

 したがって、メタンの生成熱は
 「炭素の燃焼熱+水素の燃焼熱×2ーメタンの燃焼熱」
 となるのでは?


> 生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか
 生成物とは、化学反応の結果できる物質で、反応物とは化学反応をする物質です。水素の燃焼では、水素と酸素が反応物、水が生成物です。
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この回答へのお礼

>生成物とは、化学反応の結果できる物質で、反応物とは化学反応をする物質です。水素の燃焼では、水素と酸素が反応物、水が生成物です。
分かりやすい説明ありがとうございます。色々調べて図等を見ているうちに、少し混乱していました。

回答ありがとうございました。

お礼日時:2007/11/27 03:35

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を教えてください!!!
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お願いします!!

Aベストアンサー

2C(黒鉛)+3H2(気)=C2H6(気)+Q
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「Ch4(気)+ 2O2(気)」のQが、「CO2(気) + 2H20(液)」のQとQxになったのですから、
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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。

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-------------------
↑                    ↑            
|                    |
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 
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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。
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また酸素の結合エネルギーに1/2をかけているのでしょうか。
ここがわからないです
教えてください

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え~と、問題正確に書いてますか?

まず気になること、

>水の結合エネルギー:459kJ/mol」

「(物質名)の結合エネルギー」という表現の場合は、一般に分子における共有結合の結合エネルギーの総和として用いられるようです。問題集の問題でもそのように扱ってましたね。

http://ja.wikipedia.org/wiki/結合エネルギー

となると、水分子は2つの(O-H)結合を持つので、値がこの2倍であるべき(分母の/molが結合の数でなく水分子の物質量)じゃないかと思うんですよ。この値のままなら水分子における(O-H)の結合エネルギーと書くべきではないかな。

あとね、
>酸素の結合エネルギー:495kJ/mol

なのに

>Q=(459×2)ー(432+494×1/2)=301です

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要するに、
熱化学方程式の各辺の物質(但し気体)を全部バラバラな原子にするためのエネルギー=各辺の結合エネルギーの総和
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「両辺とも全部原子単位までばらしてしまえば同じになる」ということです。

水(気体)の生成熱を表す熱化学方程式を書き、各辺の物質を原子までバラバラにするエネルギーを、与えられた結合エネルギーを用いて求めて下さい。その差が反応熱です。発熱になるか吸熱になるかはエネルギー図を書けば明確です。

え~と、問題正確に書いてますか?

まず気になること、

>水の結合エネルギー:459kJ/mol」

「(物質名)の結合エネルギー」という表現の場合は、一般に分子における共有結合の結合エネルギーの総和として用いられるようです。問題集の問題でもそのように扱ってましたね。

http://ja.wikipedia.org/wiki/結合エネルギー

となると、水分子は2つの(O-H)結合を持つので、値がこの2倍であるべき(分母の/molが結合の数でなく水分子の物質量)じゃないかと思うんですよ。この値のままなら水分子における(O...続きを読む

Q蒸気圧ってなに?

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物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
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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

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Q熱化学反応式:生成熱

プロパンの生成熱なのですが、方程式の解法がわかりません。わかる方がいらっしゃいましたら、お願い致します。

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Aベストアンサー

C3H8 = 3C + 4H2 + **kJ
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Aベストアンサー

こういう問題に関しては、図を描くのが一番です。
燃焼エンタルピーや生成エンタルピーの言葉の意味はわかりますよね?
生成エンタルピーは、化合物が、その構成元素の単体から生成するときのエンタルピーです。つまり、O2やH2に関しては生成エンタルピーはない。

まず反応式を書きます。C6H6+15/2O2 → 6CO2+3H2O
そして図を描きます。最初の基準は、すべての単体です。上下はエネルギーです。上に行くほどエネルギーが高い。

-----C6H6 + 15/2O2
 ↑C6H6 1molの生成エンタルピー(負だから基準より上)
 ↓
----- 15/2O2+3H2+6C (基準)
 ↑
 | H20 3mol、CO2 6mol分の生成エンタルピー
 ↓ (正だから基準より下)
----- 3H2O+6CO2

燃焼エンタルピーは、この場合は一番上から一番下の状態への変化だから、その二つのエネルギーがどれくらい離れているかを計算して、下向きに反応が行くわけだから、正の答えを出せばよろしい。
図はすごく役に立ちますよー。

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まず反応式を書きます。C6H6+15/2O2 → 6CO2+3H2O
そして図を描きます。最初の基準は、すべての単体です。上下はエネルギーです。上に行くほどエネルギーが高い。

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