4.[2020 東北大]
0.05
原油や天然ガスにはいろいろな種類の炭化水素が不純物とともに含まれている。これら
を工業プロセスによって精製して得られる物質は,エネルギー源や化学製品の原料として
広く利用されている。 たとえば, アセチレン C2H2 は大きな燃焼エンタルピーを持つ不飽
和炭化水素であり, ガスバーナーの燃料などに用いられている。 次の問いに答えよ。
(H=1.00,C=12.0, 0=16.0)
(1) 化学式CH の炭化水素1mol を完全燃焼させるのに必要な酸素 O2 の最小の物質
[
量を表す式をnとmを用いて書け。
m
Hm
(2)酸素 02 より分子量が小さい炭化水素 A がある。 炭化水素 A の気体とアセチレンの
気体を1:1の体積比で混合させて混合気体 X をつくった。 この混合気体 X を 十分な
量の空気とともに, なめらかに動くピストン付き密封容器に封入した。 混合気体 X を
すべて完全燃焼させると, 温度が上昇して容器の体積が膨張したが, 冷却して元の温度
に戻したときには,ピストンは再び元の位置に戻った。 このとき,生成した物質はすべ
て気体の状態であったとする。 炭化水素 A の化学式を書け。
表1
アセチレン (気体)の生成エンタルピー
H-Hの結合エネルギー
C-Hの結合エネルギー
黒鉛の昇華エンタルピー
(3) アセチレンに含まれる
C=C結合の結合エネルギ
- [kJ/mol] の値を計算
し, 有効数字3桁で書け。
ただし, 表1の生成エン
タルピー, 結合エネルギ
一,昇華エンタルピーの値を用いよ。
[C2H6]
227 kJ/mol
436 kJ/mol
415 kJ/mol
715 kJ/mol
[
JkJ/mol
C(黒)+H)→HC=CH (5)
CH2(気)
H2(1→2H()
1227
C(+H2(気)
CH
→4C-H(気)
((黒) → C(点)
CEC+2H
CH2
→C=C)+2H
436
