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右の表は,いろいろな結合エネルギーーを示している。
(1) 次の熱化学方程式から, N-Hの結合エネルギー
を求めよ。
結合の種類結合エネルギー
432kJ/ml
942kJ/mol
239KJ/mo
428KJ/mol
21
例題3 結合エネルギー
H-H
NEN
CI-CI
H-CI
(2) HCIの生成熱を求めよ。 いい
3 黒鉛の昇華熱(固体から気体へ変わる変化に伴う反応熱)は721kJ/molである。
また,メタンの生成熱は75KJ/mol (発熱),エタンの生成熱は84kJ/mol (発数)
である。化合物中のC-Hの結合エネルギーはすべて等しいと考えた場合,エ々
ンCaHe中のC-Cの結合エネルギーは何KJ/molか。
Ne(気)+ 3H2 (気)=D 2NH3 (気) + 92.2kJ
(E
(E
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)
分子の形から各結合が何個含まれるか考える。
216
こ0omし
poln
(1
解説(1) 窒素N21分子中には N=N 結合が1本, 水素H21分子中には H-H 結合が1本
アンモニアNHs1分子中には N-H 結合が3本ある。したがって, 生成物の結合エネルギー
の総和は N-H ×3が2mol分であり, 反応物の結合エネルギーの総和は, N=N ×1が
1 mol分と H-H×1が3mol分である。したがって,
92.2=(N-H ×3×2)-(N=N ×1×1+ H-H ×1×3)
(2
(3
1,00
NEN と H-H の結合エネルギーは, それぞれ942KJ/mol, 432kJ/molであるから,
92.2=(N-H ×6)- (942+432×3)
N-H =388kJ/mol
(2) HCIの生成熱をQ(kJ/mol]とすると, 熱化学方程式は,
H(気) +5 Cla(気)=HCI(気) +Q[kJ]
217
2
Q=(H-CI ×1×1)-( H-H ×1×
2
-CI-CI ×1×)
-4281kJ-(432kJ×ラ+239kJ×)=93 kJ
221
(3) まず,メタンの生成熱から, C-H 結合の結合エネルギーを求める。メタンの生成熱を
す熱化学方程式は,
C(黒鉛)+2H2(気) =DCH4 (気) +75kJ
メタンCHA1分子中には C-H 結合が4本あるから,
75=(C-H ×4×1)-(721j+ 432× |×2)
エタンの生成熱を表す熱化学方程式は、
2C(黒船)+3Ha(気) =CaHo(気) +84kJ
218
1560
C-H =415kJ/mol
燃焼
メタ
エタンCHo1分子中には C-C 結合が1本,C-H 結合が6本あるから,
84=(C-C ×I×1+415×6×1) - (721×2+432×1×3)
解答
(1) 388kJ/mol
(2) 93kJ/mol
C-C =332kJ/mol
148 | 化学 第2編 化学反応とエネ
(3) 332kJ/mol
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