燃焼熱から生成熱を求めるとき

質問

炭素・水素・メタンの燃焼熱から、メタンの生成熱を求めるとき、「メタンの生成熱＝炭素の燃焼熱＋水素の燃焼熱ーメタンの燃焼熱」で答えが導き出せるようなのですが、どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
炭素の燃焼熱＝二酸化炭素の生成熱、水素の燃焼熱＝水の生成熱だということは分かります。

これは、（反応熱）＝（生成物の生成熱の和）－（反応物の生成熱の和）という式と何か関係があるのでしょうか。

また、基礎的なことなのですが、生成物はどういったもので、反応物はどういったものだという理解ができていません。簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。

教えていただけると幸いです。
よろしくお願いします。

回答No.1

Ichitsubo · ベストアンサー

>簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。
読んで字のごとくです。そのままです。日本語の問題です。
生成物とは生成する物で、反応物とは反応する物です。
反応物が反応して、生成物が生成します。化学反応式では
　反応物　→　生成物
です。

>どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
ヘスの法則(総熱量保存の法則)は理解していますか？
反応熱の総量を考える場合、どんな道筋をたどろうと、最初と最後の物質で決まると言うものです。
この法則より、炭素や水素を燃やしてしまうときの反応熱(1)と、炭素と水素からメタンを一旦作る反応熱＋メタンを燃やしてしまうときの反応熱(2)は等しくなるはずです。つまり、
Cの燃焼熱＋H2の燃焼熱(2mol分)＝メタンの生成熱＋メタンの燃焼熱

なお、
>（反応熱）＝（生成物の生成熱の和）－（反応物の生成熱の和）という式
を知っているのならできないはずがないと思います。
メタンの燃焼の熱化学方程式
　CH4 + 2 O2 = 2 CO2 + 2 H2O + Q
をそのままその式に当てはめればよいのです。
　反応熱Q＝(CO2とH2Oの生成熱の総和)－(CH4とO2の生成熱の総和)
生成熱は、(最も安定な)単体から作るときの反応熱なのは当然理解していますよね。
ではO2の生成熱が0となることも自明ですよね。

お礼

ヘスの法則の説明文を読んだだけでは、具体的なイメージが頭の中に浮かばず、何となく分かっているような気になっていただけで、きちんと理解していませんでした。
お恥ずかしいですが、「炭素と水素からメタンを一旦作る」ということにも目を向けていませんでした。
（反応熱）＝（生成物の生成熱の和）－（反応物の生成熱の和）の用い方が分からなかったのも、どうしても「(生成物の生成熱の和)にCO2とH2Oの生成熱の和がくるのだろう」ということは分かっても、(反応物の生成熱の和)に何を当てはめていいのか分からなかったからです。

回答をいただき、頭の中の整理が徐々に出来てきました。
回答ありがとうございました。

回答No.2

BookerL

炭素の燃焼熱を ａ とします。
　　　Ｃ ＋ Ｏ2 ＝ ＣＯ2 ＋ａ　……(1)
　水素の燃焼熱を ｂ とします。
　　　Ｈ2 ＋ (1/2)Ｏ2 ＝ Ｈ2Ｏ ＋ ｂ　……(2)
　メタンの燃焼熱を ｃ とします。
　　　ＣＨ4 ＋ ２Ｏ2 ＝ ＣＯ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ＋ ｃ　……(3)

　メタンの生成熱を表すために (1) ＋ (2)*2 －(3) の式を作ると
　Ｃ ＋ ２Ｈ2 － ＣＨ4 ＝ ａ ＋ ２ｂ － ｃ
　メタンを移項して Ｃ ＋ ２Ｈ2 ＝ ＣＨ4 ＋ ａ ＋ ２ｂ － ｃ

　したがって、メタンの生成熱は
　「炭素の燃焼熱＋水素の燃焼熱×２ーメタンの燃焼熱」
　となるのでは？

＞　生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか
　生成物とは、化学反応の結果できる物質で、反応物とは化学反応をする物質です。水素の燃焼では、水素と酸素が反応物、水が生成物です。

お礼

＞生成物とは、化学反応の結果できる物質で、反応物とは化学反応をする物質です。水素の燃焼では、水素と酸素が反応物、水が生成物です。
分かりやすい説明ありがとうございます。色々調べて図等を見ているうちに、少し混乱していました。

回答ありがとうございました。