Question

yumi

どうしてこのようなエネルギー図になるのかが分かりません💦
また、エネルギー図を書くときのコツなどを教えていただきたいです🙇‍♀️

例題 61 ヘスの法則
…..①
次の熱化学方程式を用いてプロパンの燃焼熱を求めよ。
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気) +394 kJ
3C(黒鉛) +4H2 (気)=CgHg (気) +106kJ ... ②
...3
H2(気)+1/02(気)=H2O(液) +286kJ
2
Key Point
センサー
別解をエネルギー図で表す
と,
3C+4H2+502
| 106kJ
394kJ×3
+286kJ×4
C3H8+502
[Q[kJ]
プロパンの燃焼の熱化学方程式を書き, ①~③式を組み合わせる。
解法 ①~③式を組み合わせ, C (黒鉛), H2(気) を消去する。
① x3….. 3C (黒鉛)+302 (気)=3CO2 (気) + 394kJ×3
+) ③×4... 4H2 (気) +202(気)=4H2O (液) +286kJ ×4
-)2 ... 3C (黒鉛) +4H2(気)=C3H8(気) + 106kJH
C3Hg(気) +502 (気)=3CO2(気)+4H2O (液) +Q 〔k〕
3CO2+4H2O
第4部 物質の変化と平衡
>>> 255
~ 257
解答 2220kJ/mol
Q= 394kJ ×3 +286kJ×4-106kJ=2220kJ
別解 式①, ②,③はCO2(気) C3H8(気) H2O (液)の生成熱で
反応熱Q= (生成物の生成熱の和)(反応物の生成熱の和)
= (394kJ ×3 +286kJ ×4) -106kJ=2220 kJ

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

サマンサタバサバサ

エネルギー図を書くときに一番大事な考え方は「下に行くほど安定（上に行くほど不安定）」であるということです。以下、例題の図を用いて詳しく説明します。
②番の式を見ると炭素と水素の単体同士が反応してプロパン（分子）が生成しています。エネルギーの高い状態から低い状態へと移るとその分のエネルギーは外に放出されるため発熱反応（熱化学方程式の符号と一致）になります。逆にプロパンを炭素と水素の単体へと変化させる反応を考えると、プロパンをバラバラにするために外からのエネルギーが必要なので吸熱反応となり単体の状態の方がエネルギーが高い（不安定）
と考えられます。
また燃焼熱は必ず発熱反応なので、上で説明した事を考慮するとエネルギー図では生成物が必ず下側に来ます。
この問題は単体と分子の2つの状態しかないですが、状態変換などが関わってきてもこの考え方が応用できます。例えば、水（液体）→水（気体）への蒸発は吸熱反応なのでエネルギー図では生成物が上に来ます。このように反応物と生成物どちらの状態の方が安定か（吸熱反応なのか発熱反応なのか）を意識できるようになれば、エネルギー図が書けるようになります。

サマンサタバサバサ

あと、係数には気をつけて下さい。

yumi

なるほどー！わかりやすいです！ありがとうございます😊

Answer 2

しゅう

エネルギー図を書いて問題を解くには、エネルギーの大小関係を完璧に把握していないといけません。それは不可能に近いことなので、熱化学方程式を上手く組み合わせて解くのが基本になります。(ひょっとしたらエネルギー図書く方法とかあると思いますが、僕が知らないだけだったらすみません。)

yumi

ありがとうございます！！頑張って練習してみます！