化学の問題（高校レベル）

質問

ＳｉＯ２（結晶）の生成熱は８５９ＫＪ/mol,Ｏ２（気）の結合エネルギーは４９４ＫＪ/molである。
ケイ素の単体はダイヤモンドに似た結晶として存在し、結晶中の格Ｓｉ原子は他の４つのＳｉ原子と結合している。このＳｉ結晶を壊し、バラバラのＳｉ原子の状態にするためのエネルギー（格子エネルギー）は３６８ＫＪ/molである。この場合のＳｉ－Ｓｉ結合の結合エネルギーは１８４ＫＪ/molである。
　以上を参考にして、Ｓｉ結晶におけるＳｉ－Ｏ結合の結合エネルギーを求めよ。答えは有効数字３桁求め計算過程も示せって言う問題です。
名古屋市大医学部の９９年度の問題だと思うんですが全くわかりません。どうかご教授お願いします。
答えは４３０ＫＪ/molです

回答No.1

plo_olq · ベストアンサー

この問題は、ヘスの法則（でしたよね？）を使う問題です。

ヘスの法則は総エネルギーの保存則のようなもので、
ある状態から別の状態へ移る時に加えられたり持っていたエネルギーの総和は
変わらないといったようなものです。

この場合は、ＳｉＯ２の結晶から酸素の原子状態とケイ素原子の状態までを考えれば良いと思います。

ＳｉＯ２の生成熱は、ケイ素の結晶と酸素分子から生成される時のエネルギーですね。
酸素分子を酸素原子にするには４９４ＫＪ／ｍｏｌのエネルギーが必要です。
ケイ素の結晶をケイ素の原子にするには、３６８ＫＪ／ｍｏｌのエネルギーが要りますね。

ＳｉＯ２　→　Ｓｉ（結晶）＋Ｏ２　→　Ｓｉ（結晶）＋　２Ｏ　→　Ｓｉ（原子）＋２Ｏ

２酸化ケイ素の結晶からケイ素と酸素の原子状態までのエネルギーは
これで分かりますから、ＳｉＯ２の持つ結合エネルギーが計算できますね。
つまり、上のエネルギーの合計ですね。

ケイ素と酸素の結合は、ケイ素１つに付き４つありますから、
エネルギーの合計を４で割れば良いわけです。

とりあえず簡単に説明しましたが、分からないところがありましたら、
補足してください。