熱化学方程式

質問

伝わりにくかったら本当にすいません。
熱化学方程式で、エネルギー関係図を使って、生成熱を求めるとき、発熱反応は、下向きにエネルギーが低くなるので、計算するとき足す。
吸熱反応もプラスにして足さなくちゃダメですか？
いまいち理解できてません。質問自体意味不明ならすいません。

一応問題も書いておきます。
アンモニアNH3の生成熱を表す熱化学方程式を導く
①2H2+O2=2H2O(液)+572kJ ②N2+O2=2NO-180kJ
③4NH3+5O2=4NO+6H2O(液)+1154kJ

NH3の生成熱は、
1/2N2+3/2H2=NH3+QkJ

一応自分なりにやったら、1154+Q=572×3+180×2 ってなって、でた数値を4で割っても、答えは50.5になるらしいですが、あいません。
でも(180×2)を引いたら答えが合います……
伝わりにくかったらすいません
解説していただけたら幸いです。
よろしくおねがいします。

回答No.3

flutelove · ベストアンサー

私も来週、熱化学方程式のテストです。
私は図を使わず、数学でいうところのの加減法を使って解くのですが、友人に図で解く子が居たので書きますね。

例えば、塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応をみて、中和熱を求めてみます。２つの反応経路を用意しました。
(1)塩酸に水酸化ナトリウム（固）を入れる
(2)水酸化ナトリウム（固）を水に溶かして水溶液にした後、塩酸に入れる
ヘスの法則により、反応経路は関係ないので、(1)で出入りする総熱量と、(2)で出入りする総熱量は同じですよね。
ならば
(1)NaOH（固）＋HCl　　　(2)NaOH（固）と水
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜溶解熱Ｑ1
｜　　　　　　　　　　　　　　　↓
｜　　　　　　　　　　　　　NaOH aq＋HCl
｜　　　　　　　　　　　　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿
｜溶解熱＆中和熱
｜　　　　Ｑ3　　　　　　　　　
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜中和熱Ｑ2
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜
↓　　　　　　　　　　　　　　　↓
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

となる。Ｑ3は、実は一度NaOH（固）が水に溶けてからHClと反応するため、
Ｑ3＝Ｑ1＋Ｑ2
が成り立ちます。つまり。
Ｑ2＝Ｑ3－Ｑ1
で、これで中和熱が分かります。今回は全て発熱反応でしたが、吸熱反応（＝発熱量が負）であることもありえます。
上の図が示すのはあくまでも
経路が違っても総熱量は同じであること
です。Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3は正かもしれませんが、負かもしれないんです。
総熱量は、符号を変えず、そのまま足せばいいんです。
－１８０は＋（－１８０）と同じですよね。
だから、質問者さんのおっしゃるとおり、(180×2)を引くのが正しいんです。
参考になりましたか？
お互い頑張りましょう♪

お礼

かなりすっきりしました！本当にありがとうございます！

回答No.2

htms42

(1)２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ＋５７２ｋＪ
はエネルギー図を書くと

２Ｈ２＋Ｏ２
－－－－－－－
　｜
　｜ （５７２）
　↓　　２Ｈ２Ｏ
－－－－－－－－－－－－－
という意味ですね。
２Ｈ２Ｏの状態のエネルギーに５７２ｋＪ足したものが２Ｈ２＋Ｏ２の状態のエネルギーに等しいということですから。
(2)Ｎ２＋Ｏ２＝２ＮＯ－１８０ｋＪは
　　　　　　　　　２ＮＯ
－－－－－－－－－－－－－－
　　　　　　　　　｜（１８０）
Ｎ２＋Ｏ２　　　↓
－－－－－－－－－－－－－－－
となります。

全部を図にすると

４ＮＯ＋６Ｈ２＋３Ｏ２
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜（２×１８０）
｜　　　　　　２Ｎ２＋６Ｈ２＋５Ｏ２　　↓
｜　　　　　　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
｜（３×１７１６）　　　　　　　　　　　　　｜（４×Ｑ）　　　　
｜　　　　　　　　　　４ＮＨ３＋５Ｏ２　　↓
｜　　　　　　　　　－－－－－－－－－－－－－－
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　　　　　｜（１１５４）
↓　　４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ　　　↓
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

お礼

遅くなりました。ありがとうございます。

回答No.1

noname#116453

与えられた式を組み合わせて、1/2N2+3/2H2=NH3+QkJにするだけのことです。なので単なる数学の計算と同じです。
方針としては、目標の式に入ってこないO2とH2OとNOが消えるように組み合わせるということです。
それらが消えた後、式を変形したり、N2の係数を1/2にしたりすれば自然にできるはずですけどね。それがわからないというのであれば、数学力の問題かもしれません。

そもそも、『熱化学方程式で、エネルギー関係図を使って、・・・・吸熱反応もプラスにして足さなくちゃダメですか？』などという意味不明なことを考える必要はありません。単なる式の変形です。