生成熱の問題です。解き方と答えを教えほしいです。

質問

気体の水の標準生成熱ΔfH°は-241.82 kJ·mol-1である。100℃におけるこの値を水素と酸素の反応から求めなさい。

定圧モル熱容量は以下であり、問題での温度範囲では一定とする。
H2O(g)：33.58 [J·K-1·mol-1]
H2(g)：28.84 [J·K-1·mol-1]
O2(g)：29.37 [J·K-1·mol-1]

回答No.2

jamf0421 · ベストアンサー

H2+(1/2)O2→H2O...(i)
で、それぞれの標準生成エンタルピーは、単体はゼロとしますから
ΔfH(H2O)=-241.82
ΔfH(H2)=0
ΔfH(O2)=0
です。従って298 Kなら
ΔfH(H2O)-ΔfH(H2)-(1/2)ΔfH(O2)=-241.82x10^3 J...(ii)
となっています。一方(∂H/∂T)_p=Cpですから一般に
H(T)＝H(To)+∫CpdT...(iii)
です。ここで考えている範囲でCpが一定ならば(iii)は
H(T)=H(To)+Cp(T-To)...(iv)
となります。従って温度が373 Kになった時373-298 =75 Kですから
H(373)(H2O)=-241.82x10^3+33.58x75=-239.30x10^3 J...(iv)
これがH2Oの100℃でのエンタルピーです。小数点以下は与えられた数値が二桁なのでそろえています。
もしかして、求めるものが(i)の反応に伴うエンタルピー変化というならば
H(373)(H2)=0+28.84x75=2163=2.16x10^3...(v)
H(373)(O2)=0+29.37x75=2.20x10^3
も使って、(i)と同じ計算で
ΔH＝-239.30x10^3-2.16x10^3-2.20x10^3=-243.66x10^3 J...(vi)
です。これが373 Kにおける(i)の反応に伴うエンタルピー変化です。

お礼

詳細な解答を教えてくださりありがとうございます。助かりました。

回答No.1

nananotanu

H2とO2からH2Oを作るためには、材料の酸素分子と水素分子をそれぞればらばらにし、水分子にくっつけ直す必要があります。

H2をばらばらにするのに必要なのが、1mol当りいくらか、は定圧モル熱容量で求まります。O2をばらばらにするのに必要なのが、1mol当りいくらか、は同じく定圧モル熱容量から求まります。
H2Oが出来た時、安定になるエネルギー(放出される熱)が1mol当りいくらか、も定圧モル熱容量で求まります。

あとは各分子のモル数に注意して足し引きすれば出ます。

それから、おまけのヒントは「キルヒホッフの法則」かな。

お礼

ベストアンサーにはできませんでしたが回答していただいたこと、感謝します。