水素分子のH-Hの結合エネルギーが432kJ/molということから
H2(気)=2H(気)-432kJ…①
という熱化学方程式が立てられる。
同様に窒素は
N2(気)=2N(気)-942kJ…②
アンモニアは
NH3(気)=N(気)+3H(気)-1164kJ …③
(アンモニア分子1つにはN-H結合が合計3つ含まれる。よって388*3=1164)
今回の目的は
1/2N2(気)+3/2H2(気)=NH3(気)+QkJ…④
QkJは放置して取り敢えずこの熱化学方程式を①~③の方程式を足したり定数倍したりして作成していく。
まずは③について
④には右辺にアンモニアが含まれている。①~③のうち、アンモニアがあるのは③のみである。
しかし、③のアンモニアは左辺にあるので左辺右辺を全て入れ替える。N(気)+3H(気)-1164kJ=NH3(気)…⑤
次に④の左辺の1/2N2について
アンモニアの時と同様、N2が入っているのは②式だけである。また、1/2N2なので②の式の両辺を1/2倍する。
1/2N2(気)=N(気)-471kJ
これを⑤に足す。
N(気)+3H(気)-1164kJ+1/2N2(気)=NH3(気)+N(気)-471kJ
整理して
1/2N2(気)+3H(気)=NH3(気)+693kJ…⑥
(N(気)は消える)
次に水素。同様に①式を3/2倍して
3/2H2(気)=3H(気)-648kJ
これと⑥を足して
1/2N2(気)+3H(気)+3/2H2(気)=NH3(気)+693kJ+3H(気)-648kJ
整理して
1/2N2(気)+3/2H2(気)=NH3(気)+45kJ
これで④が完成した。
なので求めるQはQ=45[kJ/mol]
すいません。少し返信が遅れてしました。
まずは結合エネルギーの説明から。
結合エネルギーとは原子と原子同士がくっついている時に保持されるエネルギーのことです。この結合エネルギーが大きければ大きいほどその原子同士の結合は安定となります。
具体例でいくとH2の結合はH-Hです。この水素原子同士の結合に熱を加えるとH同士は分離してしまいます。
つまり結合エネルギーの熱化学方程式は常に吸熱反応になります。
熱化学方程式ではH2(気)=2H(気)-432kJとなります。
右辺の2Hというのは2つの水素原子という意味。H2と書いてしまうとH-Hというように水素原子同士が結合してしまっていることになる。
結論としては
①今考えている分子は2Hの例のように全て原子のバラバラな状態にしてしまう。
②右辺に結合エネルギーを加える。(ただし上の説明の通り常に符号はマイナス。)
というように考えればいいと思います。
わかりやすい説明ありがとうございます！！
結合エネルギーの式を書く時のポイントってありますか？？
どのようにH2から2Hにしたりわけるのかわからなくて💦