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化学 高校生

なぜ傍線部の部分は気体とわかるのですか?黒鉛ではないのですか?🙄どなたか教えていただけると幸いです🙏

第Ⅳ章物質の変化と 12. 物質の変化と熱 光149 発展例題20 メタン CH。の生成熱は75kJ/mol, 黒鉛Cの昇華熱は721KJ/mol, 水素分子中のH-H の結合エネルギーは436kJ/mol である。CH』中の C-Hの結合エネルギーを求めよ。 結合エネルギー 問題267-268 考え方 与えられた熱量を熱 化学方程式で表し、 ヘスの法則を利用し て求める。 結合エネルギーは、 気体分子の共有結合 を切るのに要するエ ネルギーである。 別解結合エネル ギーを扱うときは, 原子に分解した状態 を経て変化が進むと 仮定したエネルギー 図を利用するとよい。 解答 C-Hの結合エネルギーを x[kJ/mol]とすると,CH4中にC-H は4 個あるので、結合エネルギーに関して、次の熱化学方程式が書ける。 CH。(気)=C(気)+4H(気) -4x[kJ] 与えられた熱量は、次のように表される。 C(黒鉛)+2H2(気)=DCH4 (気)+75kJ C(黒鉛)=C(気)-721kJ H2(気)=2H(気) -436kJ 2+3×2-①から, 4x=1668 となり, x=417KJ/mol となる。 別解) C-Hの結合エネルギーを x[kJ/mol)とすると、 エネルギーの関 係は図のように表される。図から、 4x=75+721-+436×2 したがって、x3417kJ/mol C(気)+4H (気) ネ3×2 436×2kJ ル C(気)+2H2(気) 2 721kJ 4x[kJ] C(黒鉛)+2Hz(気) 1175kJ CH(気)

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化学 高校生

(3)をエネルギー図で教えてください。

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 4 5

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化学 高校生

(2)と(3)の解説をお願いします!

にチ形感系要求量(COD)は河川や湖などの水質汚染評価の基準であり,試料1L 中の有機物を過マンガン酸カリウ のような強力な酸化剤によって一定条件下で酸化しその際, 消費された酸化剤の量を, それに相当する酸素の香 量 (mg/L)に換算したものである。 プ回,ある地点で矢作川を流れる水の COD を逆適定を用いて分析するために, 以下の操作を行なった。 操作 河川水の試料 20.0㎡Lをフラスコにとり、水80.0㎡Lと 6.0mol/L の硫流酸水溶液 10.0mL を加え,硝酸銀水溶液を 6 数満加えて振り混ぜた。このとき硝酸銀水溶液を加えたのは,作成した試料水溶液中の塩化物イオンを塩化 競として沈殿させて, 過マンガン酸カリウムと反応しうる塩化物イオンを完全に除去するためである。 操作I 5.0×10-'mol/L の過マンガン酸カリウム水溶液 KMnO410.0mL を操作Iで作成したフラスコに加え, 30分間か 熱した。加熱後,試料水溶液の赤紫色が消えていないことを確認した。 操作I @1.25×10-?mol/L のシュウ酸ナトリウム水溶液 Na,C,O410.0mL を加え,振り混ぜた。このとき,ニ酸化炭 の発生が観察され,水溶液の赤紫色が消えた。 操作IV 操作Iで作成した溶液の温度を約 60°℃とし、 5.0×10-3mol/L の過マンガン酸カリウム水溶液を再度加え, ずかに赤紫色がつくまで滴定したところ1.1mL必要であった。 (1) 下線部の, (②の硫酸酸性での過マンガン酸イオン MnO4ーとシュウ酸イオン CaO4-のイオン反応式をそれぞれ に示した。これらのイオン反応式から反応全体における化学反応式を表せ。 SO4 の MnO4- + 8H*+ 5e- → Mn* + 4H,0 2) CO2- → 2CO2+ 2e (2) この試料水溶液中の有機物と反応した過マンガン酸カリウムの物質量を求めよ。 (3) 表に図a~d の各地点で観測された COD値が示されている。5.0×10-3mol/L の過マンガン酸カリウム水溶液1 が,酸素の量0.20mg に相当するならば, 採取した水は図 a~dのどの地点であると考えられるか。 Mno418H'+5e C2 O4° 2C02+ 20- 2Mm04 +16H+ → 2Mmな8Hz0 5C204(DCO2ti Mnt +4H20 x2 x5 OSO4 , No.2 2Mn04 +50204十16H→2Mパ48H20 +10C02+ 50×10-3 x2 Mn04 +8H'+5e~→Mn44Hz0 x5 Cz04°→ 2C0zt2e- 10 [0 X (000 0.005 100 2MmD4.+16H"+0€ -つ2Mn4SHe0 5C204つ10C0) +10K 10. T00 T000:0205 Ta 10万0 M15c204'バH→ 2Mw" +&Hootl0C02 1 KS04 ↑ se43 16 3504 0.5×Tot k Na2

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