問題情報

単元反応熱
年度2011年度
問題番号化学Ⅰ－第2問－問2
配点3
計算問題×
難易度難しい

正解

⑤　水（気）の生成熱は，水（液）の生成熱と水（液）の蒸発熱の和に等しい。

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解説

①　氷を加熱する（エネルギーを与える）と，水になります。このように，融解は吸熱反応です。このときに吸収する熱量を融解熱といいます。

②　水を加熱する（エネルギーを与える）と，水蒸気になります。このように，蒸発も吸熱反応です。このときに吸収する熱量を蒸発熱といいます。

③　生成熱は，その化合物の構成元素の最も安定な単体から，化合物1molが生成するときに出入りする熱量です。水の生成熱は，次のように表されます。
　　　H2（気）　＋　1/2O2（気）　＝　H2O（液）　＋　Q〔kJ〕

　また，燃焼熱は，その物質1molを完全燃焼したときに発生する熱量です。水素の燃焼熱は，次のように表されます。
　　　H2（気）　＋　1/2O2（気）　＝　H2O（液）　＋　Q〔kJ〕

　注目する（1molに設定する）物質は異なりますが，結局は同じ熱化学方程式になるので，その反応熱の値も等しくなります。

④　生成熱は，その化合物の構成元素の最も安定な単体から，化合物1molが生成するときに出入りする熱量です。水（固）も水（気）もH2Oですから，構成元素の最も安定な単体はH2（気）とO2（気）で同じです。

　一方，水（固）を加熱する（エネルギーを与える）ことで水（液）を経て水（気）になるわけですから，水（固）よりも水（気）の方が大きなエネルギーをもっています。

エネルギー図　これらをエネルギー図で表すと，右図のようになります。水（固）への変化の方が水（気）よりも大きな熱量が放出されていることがわかります。よって，水（固）の生成熱は，水（気）の生成熱より大きいです。


⑤　②で解説したように，蒸発熱は吸熱反応です。そのため，熱化学方程式では負の値で書きます。しかし，「必ず」吸熱反応なので，文中で蒸発熱を示すときには「絶対値」で書くことになっています。

エネルギー図　水（液）の生成は発熱反応，水（液）の蒸発は吸熱反応なので，エネルギー図では，一度下がったあとに上昇します。しかし，絶対値を足してしまうと，どちらも発熱反応として扱っていることになるので，蒸発でもエネルギーが下がることになってしまいます。

　よって，水（気）の生成熱が，水（液）の生成熱と水（液）の蒸発熱の和に等しいというのは誤りです。

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