反応熱・燃焼熱・エンタルピー　練習問題・演習問題　乙種化学　学識

解答：a=1、b=3、c=3、d=1、e=3
反応式の係数を解く問題は、少し時間がかかりますが、コツさえつかめば解答しやすい問題です。ポイントは各原子の数に注目して解答しましょう。
一番最初の原子はリン(P4)です。生成物にはリン酸(PH3)とリン酸ナトリウム(NaH2PO2)があります。この時重要なことは左辺の原子の数と右辺の原子の数は同じだということです。
左辺のリンの数と右辺のリン酸のリン原子の数が同じであることから4a = d + eとなります。
同じようにしてナトリウム、酸素、水素の原子について左辺と右辺の数が同じになるように式を作ります。
リン(P)：4a = d + e ・・・・①
ナトリウム(Na)：b = e ・・・・②
酸素(O)：b + c = 2e ・・・・③
水素(H)：b + 2c = 3d + 2e ・・・・④
④－③より c = 3d　この等式を満たす最小の整数はc=3、d=1
C=3を③に代入してb + 3 = 2eここで②を代入するとe + 3 = 2e → e = 3
e =3 より b = 3となります。
e = 3、d = 1を①に代入して a =1

なぜ、②のb = eを用い、最小のb=1、e=1を導き出さなかったのでしょうか。
そのまま、b=1、e=1を用いて計算していくと、整数にならず、再度計算の必要がでるからです。
このまま、この問題を解いてみましょう。
b=1、e=1を③に代入して1 + c =2 → c=1
また、④にb=1、c=1、e=1を④に代入して1 + 2 = 3d +2 → d=⅓
①に代入して4a = ⅓ + 1 → a=⅓
a=⅓、b=1、c=1、d=⅓、e=1反応式の係数は整数倍なのですべて3倍にして
a=1、b=3、c=3、d=1、e=3
このように回答できないわけではありませんが、整数倍にする作業が起きるため、c = 3dのような2以上の整数倍になっている式から当てはめていく方がよりスムーズに解答できるかと思います。

解答：a=2、b=2、c=3、d=2、e=2、f=4
炭素(C)：3a = 2d + e ・・・①
水素(H)：4a + 3b = 3d + 2f ・・・②
窒素(N)：b = d ・・・③
酸素(O)：2c = e + f ・・・④
②に③を代入して4a + 3d = 3d + 2f → 2a = f → a=1、f=2とし、b=d=1とすると①に代入してe=1となる。
④に代入してc=3/2
a=1、b=1、c=3/2、d=1、e=1、f=2反応係数は整数倍なので全て2倍して
a=2、b=2、c=3、d=2、e=2、f=4

解答：a=1、b=4、c=1、d=2、e=2
炭素(C)：a = c ・・・①
塩素(Cl)：2a = d ・・・②
ナトリウム(Na)：b = 2c + d ・・・③
酸素(O)：a + b = 3c + e ・・・④
水素(H)：b = 2e ・・・⑤
④に①、⑤を代入して c + 2e = 3c + e → e = 2cよりc=1、e=2とすると①、⑤にそれぞれ代入してa=1、b=4となる。また、②に代入してd=2

解答：2639kJ/mol
n-ブタンの燃焼反応は、C4H10 + 14/2 O2 → 4CO2 + 5H2O
本来、反応式の係数は整数ですが、今回のように、燃焼熱を求める場合、ブタン1molにして求める必要があります。そのため、酸素の係数は分数で構いません。
また、燃焼熱を求める際、酸素は関係ありません。
ΔH° = (生成系のΔHf°の総和) – (原形のΔHf°の総和)
　　= (4H2O + 5H2O(l)) – (C4H10)
　　=(4×(-394) + 5×(-242)) – (-147)
　　=-1576 + (-1210) + 147
　　=-2639
燃焼熱G=-ΔH°よりG=2639

解答：2044kJ/mol
n-ブタンの燃焼反応は、C3H8 + 9/2 O2 → 3CO2 + 4H2O
ΔH° = (生成系のΔHf°の総和) – (原形のΔHf°の総和)
　　=(3×(-394) + 4×(-242)) – (-106)
　　=-1182 + (-968) + 106
　　=-2044
燃焼熱G=-ΔH°よりG=2044

解答：a：8、b：3、c：1、d：6
炭素(C)：a = 2c + d ・・・①
水素(H)：3a = 4d ・・・②
塩素(Cl)：2b = d ・・・③
②より、a=4、d=3とすると③よりb=3/2となる。①に代入して4 = 2c + 3 → c=1/2
a=4、b=3/2、c=1/2、d=3反応式は整数なのですべて2を掛けるとa;8、b;3、c;1、d;6となる。

解答：a=2、b=12、c=5、d=3

リン(P)：4a = 3c + d ・・・①
水素(H)：2b = 3c + 3d ・・・②
酸素(O)：b = 4d ・・・③
③よりb=4、d=1とすると②より8 = 3c + 3 → 5 = 3c → c=5/3
①に代入して 4a = 5/3 + 1 → 4a = 8/3 → a =⅔
a=2/3、b=4、c=5/3、d=1　反応式は整数なので3倍して
a=2、b=12、c=5、d=3

解答：-279kJ/mol
化学式はC3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
プロパンの標準生成エンタルピーをxとすると、ΔH° = (生成系のΔHf°の総和) – (原形のΔHf°の総和)より
-2044 = 3×(-394) + 4×(-286) – x
x=-279

解答：226kJ/mol
化学式はC2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
アセチレンの標準生成エンタルピーをxとすると、ΔH° = (生成系のΔHf°の総和) – (原形のΔHf°の総和)より
-1300 = 2×(-394) + (-286) – x
x=226

解答：-72kJ/mol
化学式はCH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
プロパンの標準生成エンタルピーをxとすると、ΔH° = (生成系のΔHf°の総和) – (原形のΔHf°の総和)より
-894 = (-394) + 2×(-286) – x
x=-72