• 締切済み

熱化学 炭素 結合エネルギー

高校化学で変に考えすぎか、分からなくなってしまった部分があり、質問します。  炭素の同素体、ダイヤ、グラファイト、フラーレンC60を題材に、熱化学方程式(燃焼)、黒鉛からC60、ダイヤの式を書かせ炭素原子1molが吸収する熱量を求め、熱量の多い順に答えた後、 図で結晶構造と昇華熱が与えられ、「黒鉛、ダイヤ、C60中の各C、C間結合エネルギーを求める」問題の答えが分からなくなってしまいました。 自分で出した答えは、 (1)ダイヤはC1個が4本結合手を出していて、黒鉛は3本(残り1本は使われず自由に動いてるから導電性を持つ)だから、 (1molのC 固)= C(気)-昇華熱 から、黒鉛なら昇華熱/3、ダイヤなら昇華熱/4かと思ったのですが、大学無機化学の参考書等から、この式からダイヤの結合エネルギーを求める場合、/2なのです。実験値からも大体あってて、この問いでは黒鉛>ダイヤになってしまいますが、結合エネルギーをそういう計算でだしていいのか?分からなくなってしまいました。 (2)最後にC60の結合エネルギーも同様に出すのですが、昇華熱からC60(固)=60C(気)ー昇華熱 となり、問題文の誘導は「六員環20こと五員環12こから成る。・・・単結合、二重結合全ての結合エネルギーの平均値は(  )と求められる。」とあり、 自分で出した答えは、 フラーレンの結合は30個ずつの単・二重結合で計60この結合で均一に計算して昇華熱/60が出した答えなのですが、これでいいのか自信がありません。 (1)で、昇華熱/2の根拠も分かりません。自分の考え方が難しくしているだけで、もっと簡単に考えればいいような感じですが、こういうときに決まった計算の仕方等があって私が知らない(忘れている)せいか、分からないので質問します。宜しくお願いいたします。

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数3

みんなの回答

noname#62864
noname#62864
回答No.1

(1)の昇華熱/2の根拠は以下の通りです。 各炭素は4本の結合を作っていますが、1本の結合を切れば、その両側の炭素の結合が切れたことになります。すなわち、注目している原子だけではなく、その相手の結合も切れたことになるので、4÷2=2となり、これが「昇華熱/2」の根拠になります。 同様に考えると、黒鉛の炭素は3個の原子と結合を作っていますので、3÷2=1.5となり、昇華熱÷1.5ということになります。 C60は、構造を見るとわかるように、各原子が3個の原子と結合を作っていますので、結合の総数は60×3÷2=90ということになると思います。 「六員環20こと五員環12こから成る。」を考えるとややこしいだけなので、無視して良いと思います。

関連するQ&A

  • 熱化学方程式の問題です。解答と解説をお願いします。

    問 次の熱化学方程式を利用すると、炭素の同位体について、物質のもつエネルギー(化学エネルギー)を比較することができる。同じ質量の黒鉛、ダイヤモンド、フラーレンC60について、物質のもつエネルギーが小さいものから順に並べなさい。    C(ダイヤモンド) + O2(気) = CO2(気) + 396kJ    C60(フラーレン) + 60O2(気) = 60CO2(気) + 25930kJ C(黒鉛) = C(ダイヤモンド) - 2kJ 黒鉛<ダイヤモンド<フラーレンかな?と思っていますが、解き方がよくわからないので、教えて下さい。よろしくお願い致します。

  • 高校化学 エネルギー図がかけません。

    この問題ではエネルギー図はどのようになりますか。 画像を添付してくれると嬉しいです。 炭素(黒鉛)および一酸化炭素の燃焼熱は、394kJ/mol、283kJ/molである。 次の熱化学方程式の反応熱を求めよ。    C(黒鉛)+CO2(気)=2CO(気)+QkJ 答えは-172kJです。 解答よろしくお願いします。

  • 結合エネルギーと反応熱

    気体分子の生成熱 メタン75kj アンモニア46kj 水242kj フッ化水素271kj 一酸化炭素110kj 2原子分子の結合エネルギー 水素436kj 窒素946kj 酸素498kj フッ素158kj CO1076kj 表の値からメタン分子におけるC-H結合の結合エネルギーを求めよ これは化学III重要問題集の問題なのですがどうしてもわかりません。 (メタンの生成熱)=C-H結合の数ーH-H結合の数 75=4X-2x436 と計算したのですが答えがあいません。 私の計算で間違えている所があったら指摘してくださると嬉しいです。よろしくお願いします!

  • 反応熱の問題です

    反応熱の問題です。 よろしくお願いします。 水素、黒鉛、メタンの燃焼熱はそれぞれ286KJ/mol,394KJ/mol,890KJ/molである。 1)メタンの分解熱を求めよ。 2)H-Hの結合エネルギーは432KJ/mol,黒鉛の昇華熱は720KJ/molである。メタンのC-Hの結合エネルギーを求めよ。 1)の方は答えが210KJ/molらしいのですが、いくら解いても、-76KJ/molにしかなりません。 2)に関してはどうすればいいのかまったく分かりません。 それぞれ答えだけでなく、解法を詳しく教えていただけると助かります。 よろしくおねがいします。

  • 熱化学方程式

    標準状態で11.2リットルのエチレンC(2)H(4)を炭素(黒鉛)と水素から作る時26.1kJの熱量が必要である。この変化を熱化学方程式で表せ。という問題なのですが、私は2C(黒鉛)+2H(2)=C(2)H(4)+52.2kJと求めました。しかし回答を見てみると、最後が-52.2kJとなっているのです。どうしてこのようになるのか教えて下さい。

  • 熱化学方程式!

    河合塾のテキストで、熱化学方程式の問題を やっていたら、ミスプリ?っぽいものが見つかったので 皆さんに確認してほしくて投稿します。。 高2です 2C黒鉛+H2気体=C2H2気体-227KJ 問)この場合、黒鉛2モルと水素1モルの持つエネルギーの和は アセチレン1モルの持つエネルギーより227KJだけ(イ)いので、 アセチレンの生成熱は―227KJである これの(イ)に当てはまるのが、 テキストでは”大きい”となってるのですが、コレは 小さいのが正解でないのですか?

  • 結合エネルギーに関する問題です。(高校化学)

    結合エネルギーに関する問題です。 以下の3題お願いします。 結合エネルギー(kJ/mol) H―H 436 O=O 498 O―H 463 (1) 氷の結晶中の水分子を考えると、1個の水分子は4本の水素結合により隣接する4個の水分子と結ばれている。 0℃における氷の昇華熱は47kJ/molである。 氷における水素結合の結合エネルギーは、水素結合1molあたり何kJになるか。 (2) 25℃の液体の水において、1molの水分子は何molの水素結合を形成していると考えられるか。 ただし、この時の結合エネルギーは(1)で求めたものと同じであるとする。 (3) 水の融解熱と蒸発熱を比べると、蒸発熱の方がはるかに大きい。 この理由を述べよ。 (1)(2)は有効数字二桁でお願いします。 また、実際にはこの3問の前に誘導として(?) 25℃で、液体の水を生じるときの水素の燃焼熱は286kJ/molであることを用いて、水素の燃焼の熱化学方程式を書かせる問題と、 上記の結合エネルギーの値を用いて水の25℃における蒸発熱を求めさせる問題がありました。 このふたつはできたので今回は省略させてもらいました。 よろしくお願いします。

  • 化学の問題について

    密閉容器中に、黒鉛と空気を封入し黒鉛を燃焼させたところ、一酸化炭素と二酸化炭素が1:2の物質量の比で生成し、この反応で発生した熱量は539.4KJであった。黒鉛と反応した酸素の物質量は何molか? ただし、一酸化炭素の生成熱を111KJ/mol、二酸化炭素の生成熱を394KJ/molとする。 答えが1.50molとなります。 解説がないため困っています。 ご回答よろしくお願いします。

  • 結合エネルギ-から生成熱を求める式について

     結合エネルギ-から生成熱を求める際に、「生成物の結合エネルギ-の和-反応物の結合エネルギ-の和」と説明されているのですが、そのまま計算すると、生成熱がマイナスになってしまいます。しかし、答えは+の熱量になっています。これは、どう解釈したらよろしいのでしょうか? たとえば、アンモニアの場合、1/2・N2+3/2・H2=NH3+x kJ  ですが、これがx kJ=(NH3の結合エネルギ-)-(1/2・N2の結合エネルギ-+3/2・H2の結合エネルギ-)となっています。 x kJを左辺に移動すると、-(x kJ)になると思うのですが、いかかでしょうか?

  • 熱化学方程式と結合エネルギー(高校)

    大学入試問題で、メタンのC-Hの結合エネルギーを求めるものがあり、 その場合は、 CH4(気) = C(気)+4H+Qkj のように炭素は気体として考えなくてはいけないのですが、 なぜ炭素を気体と考えるのでしょうか? 気体の方がエネルギーが高いからですか? また生成熱を求めるときも、どの状態を用いればよいのか分からないことがあります。 常温での状態なのか、一番エネルギーが高い常態か、作るときの状態なのか分かりません。 教えてください。