Question

きなこ

2024セミナー化学の問題です。
（ウ）に当てはまるNaの第一イオン化エネルギーを求める問題がわかりません。

Na➡︎Na+ ➕e+という式には、

（反応エンタルピー）＝（生成物の生成エンタルピー）−（反応物の生成エンタルピー）

という公式はこのような問題には使えず、式を変形するか図を書くしかないのでしょうか。

思考 発展やや難
H=1.0 C=120=16
283. 格子エネルギー 次の文を読み, (ア)には適切な語句, (イ)(ウ)には有効数字3
桁の数値,(エ),(オ)には下記の選択肢から選んだ記号を答えよ。
塩化ナトリウムのイオン結晶の生成と溶解について,下に示した式をもとに考える。
①式から, NaCI (固)の(ア)エネルギーは788kJ/molであることがわかる。
Na+ (気)が水和して Na+aq となる反応を⑦式に示した。 ヘスの法則を利用して⑦式中
の x[k]] を求めると(イ)kJ となる。 Cl2(気)の結合エネルギーを244kJ/mol とする
と Na (気)の第1イオン化エネルギーは(ウ)kJ/mol となる。 以上から、 下記の選択
肢の中で, エネルギー的に最も不安定な状態は(エ)で,最も安定な状態は(オ)で
ある。
式①〜⑦
選択肢
NaCI (固)
Na+ (気) +CI-(気) △H=+788k
... ① (a)
Na+aq+Cl-aq
CI (気) +→CI- (気)
・・・②:
kJ
AH=-3
･･･②(b)
Na (気) +CI(気)
(c)
Na+ (気) +CI-(気)
Na (固) +
-Cl2(気)
NaCI (固) △H = -411kJ ...③
2
(d)
NaCI (固) +aq
Na (固)
→
Na (気)
OS
AH = +107kJ
... ④
(e)
NaCl(気)
NaCI (固) +aq- → Na+aq+Cl-aq △H = +4.0kJ
CI- (気) +aq → Cl-aq
...
･･･⑤
SAH=-364 kJ
6
Na+ (気) +aq
思考
Na+aq
△H=x[kJ]
...⑦
(09 慶応義塾大 改)
09

(ウ) Na (気)の第1イオン化エネルギーをy [kJ/mol] とすると, Na (気)
の陽イオン化は次のように書ける。
Na (気)
→ Na+ (気) +e-
△H=y [kJ] ・・・⑧
第1イオン化エネルギーの定義から,この変化は吸熱反応であり、エン
タルピー変化 AHはyと等しい。また,塩素の結合エネルギーの関係は
次式で表される。
Cl2(気)
→ 2CI(気) AH = +244kJ …⑨
この式を下の ① ~ ④ と ⑨ 式で表すことを考える。
NaCI (固)
CI (気) +→CI- (気) △H=-354kJ
Na+ (気) +CI-(気) △H= +788kJ ••• ①バー
・・・②
Na (固) + Cl2(気)
12/2
NaCI (固) △H=-411kJ
...3
Na(固)
Na (気)
△H=+107kJ
Na (気)
←
- ④ +③-⑨ ×1/2 ② + 1 から,
Na+ (気) +e
AH-107kJ-411kJ-122kJ-(-354kJ)+788kJ=502kJ
したがって, y=502kJ
エンタルピー
Na+ (気) +e-+CI (気)
別解
x, y を求めるためにエネルギー図を書くと図のようになる。
④
[y[kJ]
354
kJ
(イ)
Na+ (気) +CI- (気)
Na (気) +CI (気)
A
+244X- 1/21kJ Na(気) +-
1
Cl2(気)
⑦ [J]
2
1
Na+aq+CI- (気)
④ +107kJ Na (固) +
Cl2(気)
2
① +788kJ
⑥
-364
③-411kJ
NaCI (固)
① ⑤⑦式の関係は図中の(イ)のようになる。 したがって,図から、
xは次のように求められる。
x=-788kJ+4.0kJ+364kJ=-420kJ
Na+aq+Cl-aq kJ
ABS
3(イ)のエネルギー図の
示し方の一例を示す。 ま
ず、エネルギー差の大き
い①式を図に示し, その
後, NaCl (固)が含まれ
る式を示し, ⑥式→⑦
式と組み立てる。 は
4)のエネルギー図の
示し方の一例を示す。 エ
ネルギー差の大きい ①式
をまず図に示す。 その後、
NaCI (固) が含まれる③
式を示し, ④ 式→CI2(気)
の結合エネルギー→Na
(気)の第1イオン化エネ
ルギー→CI(気)の電子
親和力と組み立てていく。
第1 イオン化エネルギー
吸熱 (エンタルピー増
NaCI (固) ⑤ +4.0kJ 加),電子親和力は発熱
また,①~④ 式,塩素の結合エネルギーの関係は,図の (ウ)のようにな
る。 したがって,図から, yは次のように求められる。
=-(244kJ×1/2)-107kJ-411kJ+788kJ+354kJ=502kJ
(エ), (オ) (a)~(e)の選択肢の中で, エネルギー的に最も不安定な状
源, すなわちエンタルピーの大きい状態は,エネルギー図から, Na+(気)
+CI- (気)であり, 最も安定な状態, すなわち最もエンタルピーの低い
状態はNaCI (固)であることがわかる。
補足 ①〜⑦式はそれぞれ次のことを表している。
1: NaCI (固) の格子エネルギー
②:CI(気)の電子親和力
3:NaCI (固) の生成エンタルピー ④:Na (固)の昇華エンタルピー
5 :NaCI (固)の溶解エンタルピー ⑥:CI (気)の水和エンタルピー
D:Na+ (気)の水和エンタルピー
(エンタルピー減少)であ
ることに注意する。
(DOCT-)--HA
第Ⅰ章
物
イ
5 エネルギー図の中で最
も不安定な状態は, Na+
(気) + - + CI (気)であ
あるが,選択肢には含まれ
ていない。
Na(固)の格子エネ
ギーでもある。
71molのイオンまた
分子が水和 (多量の
子に囲まれる)すると
のエンタルピー変化
る。

Answer 1

✨ Best Answer ✨

🍇こつぶ🐡

（ウ）に当てはまるNaの第一イオン化エネルギーを求める問題がわかりません。
＞ウでなく、yですね

Na➡︎Na+ ➕e+という式には、

（反応エンタルピー）＝（生成物の生成エンタルピー）−（反応物の生成エンタルピー）

という公式はこのような問題には使えず、式を変形するか図を書くしかないのでしょうか。
＞この問題は、ヘスの法則で、式を変形するか図を書くしかないかと🙇

きなこ

そうなんですね。解答ありがとうございます！
式変形苦手なのでがんばります、