受験化学 24.エネルギー図

結合エネルギー

 

結合エネルギー気体状態の結合を切断するために必要なエネルギー

 

結合エネルギー[kJ/mol]の例

p.119-2

p.119-2

 

 

結合を切断するにはエネルギーが必ず必要だよ。

例えば、Hの結合エネルギーを見てみてね。436kJって書いてあるでしょ。

これをエネルギー図として書くと以下のようになるよ。

 

p.119-3

 

エネルギー図は上が必ず高いってお約束。

結合を切るときは吸熱(エネルギーが必要)だから、状態が上がると考えるよ。

逆に結合するときは下がる(安定化する)。

 

 

】CH4+2O2=CO2+2H2O+QkJのときQの燃焼熱をエネルギー図を書いて求めよ。ただし各結合エネルギーは下表[kJ/mol]とする。

p.120-2

 

p.120-3

 

p.121-3

 

計算してA(初めの状態)より、B(後の状態)の方がエネルギーが低かったら必ず発熱反応ね。逆は吸熱反応だよ。

ちなみにさっきの問題は800kJの発熱反応ね。

 

 

】C2H6+3.5O2=2CO2+3H2O+Qのとき、Qの燃焼熱を求めよ。ただし各結合エネルギーは下表[kJ/mol]とする

p.122-2

 

 

  左辺・右辺の結合エネルギーを計算する

p.122-3

 

左辺・右辺の結合エネルギーの差を計算する

(6×2×3+2×4)−(3×3.5+5×6+4)=−0.5kJ

C2H6+3.5O2=2CO2+3H2O−0.5KJ

 

みくるひとこと

またしても超簡単な数字にしたから、ちゃっちゃってできるでしょ?

 

 

状態変化のときの考え

p.123-2

 

 

お好み焼きの鉄板の上に氷が置いてあるところを想像して。

いつか溶けて水になるよね。

だから固体に熱を与えるといつか必ず液体になるよ(逆は絶対にないっていう意味)。液体と気体の関係も同じ。

水だけじゃなくてすべての物質に言えることね。逆はないよ。

だから、エネルギー図的には絶対に以下のようになるよ。

 

p.123-3

 

 

物質が同じならエネルギーは、固体より液体が上、液体より気体が上になるよ。

 

p.124-1

p.124-2

 

p.124-3

 

いつもと同じ順番でやってね。

まず最初に左辺と右辺の化合物を書くよ。

で、それぞれの結合エネルギーを計算して、最初の状態と後の状態はどっちが高いかを比べて、答えを書くだけね。

 

 

例1の続きで考えてみて。

 

p.125-2

 

p.125-3

 

 

今度はH2Oが液体になってるよね。

さっきのは気体だった。

そのときが4kJの発熱ね。

液体の方が気体より絶対にだから、蒸発熱10kJを下げて書くんだよ。

 

 

】2H2(液)+O2(固)=2H2O(固)+Qのとき、Qの値を求めよ。ただし、結合エネルギーは H-H…1kJ、O=O…2kJ、H-O…3kJ、融解熱、蒸発熱は下表[kJ/mol]とする。

p.126-2

 

 

p.126-3

 

2H2(液)+O2(固)のエネルギーは4+(20×2)+(30+20)=94

2 H2O(固)のエネルギーは12+(50+40)×2=192

192−94=98  Q=98k

 2H2(液)+O2(固)=2H2O(固)+98KJ

 

 

パッと見たら複雑そうだけど、気体より液体の方が絶対に下、液体より固体が絶対に下ということを意識しながら解いたら出来るようになるよ。

 

 

 


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