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化学 高校生

エネルギー図を用いずに求める方法で質問です。 最後の計算部分が分かりません。 解説お願いします🤲

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。 発展例題8 結合エネルギー 単品 問題85.86 メタンCH4 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。 001 5.物質の変化と熱 光 51 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。 CH4(気)=C(気) +4H (気) -4x [kJ] −4x[kJ)Ted 29 与えられた熱量は,次のように表される。 1000 円) C(黒鉛) +2H2 (気)=CH』(気)+75kJ 2.0 C(黒鉛) =C(気) -721kJ SIS. A ..1 エネルギー . (2) 3 13- H2(気)=2H (気) -436kJ ② +③ ×2-① から, 4x=1668となりC(気)+4H(気) 88 x=417kJ/mol となる。 別解 C-Hの結合エネルギーを² 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, x=417kJ/mol S 00 ③×2 436×2k] [ C (気) +2H2 (気) COUT 721kJ C(黒鉛) +2H2 (気) CH4(気) ALONE ①75kJ である lom & 4x[kJ] 第Ⅱ章 物質の変化と平衡

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物理 高校生

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか??

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT。 よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5

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