結合エネルギーを利用して生成熱を求める問題です

水素の結合エネルギー:432kJ/mol
酸素の結合エネルギー:495kJ/mol
そして
水の結合エネルギー:459kJ/mol
これらを利用して気体の水の生成熱を求めよという問題です

求め方が公式を使って
Q=(459×2)ー(432+494×1/2)=301です

この時どうして水の結合エネルギーに2をかけているのでしょうか
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

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2013/09/09 23:45

熱化学方程式を全部書いてみたら?

No.2 回答者： NiPdPt 回答日時： 2013/09/10 14:06

そもそも「水の結合エネルギー」とは何ですか？

水におけるO-H結合の結合エネルギーじゃないですか。水１分子にOH結合は２本あります。
「水素の結合エネルギー」にしても、水素原子の結合エネルギーではなく、「水素分子のH-H結合の結合エネルギー」であることはわかってますか？「結合エネルギー」を扱っているにもかかわらず、実際の結合というものを思い浮かべていないからこういう疑問がでてくるんです。

＞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。
反応式を考えればわかるはずです。わからないのであれば、水の生成熱を表す熱化学反応式を書くことです。こういった最低限の労力を惜しんでいるからその程度のことでつまづくんです。

要は、問題文に書かれていることをイメージ化できておらず、それをするための最低限の努力（結合エネルギーであればどの結合であるか、化学反応であればどういう化学反応であるかといったことを考えること）を怠っているのがわかからない原因です。

ちなみに、水の生成熱を表す熱化学反応式は、
2H2 + O2 = 2H2O + X kcal
ではなく、
H2 + (1/2)O2 = H2O + X kcal
で表されます。なぜだかわかりますか？そういう定義だからです。それを知らないのであれば、生成熱の定義から勉強する必要があります。

No.3 ベストアンサー 回答者： malaytrace 回答日時： 2013/09/12 00:54

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

で数字が１だけですが変わってますよ。書き間違いですか？

で、最後に最大の問題。

計算間違ってますよ！やり直してみて。

この解答は誰が書いたの？？？


他の方も書かれているように、熱化学方程式を立てて解くのが面倒だけれど基本です。どんな場合でも使えます。結合エネルギーの理解にも必要です。

それを簡単に扱う方法として、
反応熱＝生成物の結合エネルギーの総和－反応物の結合エネルギーの総和
という式があります。ただし、これを使う時はエネルギー図を書いて確認しながら解く方がいいと思います。

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
であり、
「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。

No.4 回答者： malaytrace 回答日時： 2013/09/12 01:08

すいません、No.3です。

わかってると思うんですが
「結合エネルギーの総和」は、「１molあたりの」という結合エネルギーの定義（kJ/mol単位）でなく、結合の数（mol単位、物質でないものに「物質量」と書くのは抵抗あるもんでmol単位の「数」にさせてもらいます）を掛けたkJ単位のエネルギー（反応熱に相当）の総和っていう意味です。

じゃ、計算してください。301kJにはなりませんよ。