熱化学方程式の問題

質問

CH4(気)+H2O(気)=CO(気)+３H2(気)+Ｑkj

２H2(気)+O2(気)=２H2O(気)+484kj……(1)

２CO(気)+O2(気)=２CO2(気)+566kj……(2)

CH4(気)+２O2(気)=CO2(気)+２H2O(気)+802kj……(3)

反応熱Ｑの値を求めるのですが、生成物のCO(気)の生成熱も反応物のCH4(気)とH2O(気)の生成熱の求め方も分からなくて、エネルギー図から答えを導けません。どうしたらいいでしょうか。よろしくお願いします。

回答No.3

htms42 · ベストアンサー

前の質問に回答を書きました。
その回答の中では図を書くことができなかったのですが右左に分けて書いてもらうといいでしょう。
　　　　　　　　　　　　　　ＣＯ＋３Ｈ２＋２Ｏ２
　　　　　　　　　　　　－－－－－－－－－－－－－－－－　
ＣＨ４＋２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ　↑　Ｑ　　　　　　　　　　　　　｜
－－－－－－－－－－－－－－　　　　　　　　　　　｜７２６
｜　　　　　　　　　　　　　ＣＯ＋３Ｈ２Ｏ＋(1/2)Ｏ２　↓
｜　８０２　　　　　　　　　－－－－－－－－－－－－－－
｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　｜
↓ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　　↓２８４
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

回答No.2

humihiro2003

コツを教えます。

手順１．
（１）～（３）の式中で、一度しか出てこない化学式を係数付きで探します。
→（１）の２H2（気）
　（２）の２CO（気）
　（３）のCH4（気）

手順２．
手順１で見つけ出した化学式（係数付き）とQを含んだ式を比較します。
→CH4(気)+H2O(気)=CO(気)+３H2(気)+Ｑkj・・・＊
と（１）の２H2（気）
　（２）の２CO（気）
　（３）のCH4（気）
を比較。

（１）の２H2（気）は左辺にあり、
＊の３H2(気)は右辺にある。
異なる辺にある場合はマイナス（－）になります。
さらに、２H2（気）を３H2(気)にするには×(3/2)をする必要があるので、（１）は　－(3/2)×（１）　とします。

（２）の２CO（気）は左辺、
＊のCO(気)は右辺にあるので、マイナス（－）。
２CO（気）をCO(気)にするには×(1/2)をする必要があるので、
（２）は　－(1/2)×（２）　とします。

（３）のCH4（気）は左辺、
＊のCH4（気）も左辺にあるのでプラス（＋）
どちらもCH4で係数が同じなので、×１。
だから（３）は　＋（３）　とする。

以上より、
－(3/2)×（１）－(1/2)×（２）＋（３）
をすれば、＊とほぼ同じ式が書けて、
Qを求めることができると思いますが、いかがでしょうか？

お礼

ありがとうございます。もちろんその方法が王道を行くものだとは思いますが、もっと短時間に答えを導きたく、エネルギー図を使った方法を教えていただきたいのです。

回答No.1

Ichitsubo

生成物のCO(気)の生成熱も、反応物のCH4(気)とH2O(気)の生成熱もどちらも不要です。
生成物も反応物も単体を出発点に考える(生成熱を使って解く)方法をお考えだと思いますが、この方法以外にも、生成物も反応物も燃えかすを終点に考える(燃焼熱を使って解く)方法があります。
(1)式で水素の、(2)式で一酸化炭素の、(3)でメタンの燃焼熱を求めることができますね。

なお、単位ジュールは人名をもとにした単位ですので、単位記号は[J]でなければなりません。[j]では間違いです。

補足

＞生成物も反応物も燃えかすを終点に考える(燃焼熱を使って解く)方法があります。
(1)式で水素の、(2)式で一酸化炭素の、(3)でメタンの燃焼熱を求めることができますね。

この続きはどうなのでしょうか？