プロパンの生成熱を求める方法:乙4資格試験問題の解説

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乙4資格試験の問題で、プロパンの生成熱を求める問題に直面したことはありませんか?具体的な燃焼熱の値や化学反応式を使って計算を行う必要があります。この記事では、プロパンの生成熱を求める方法を詳しく解説し、問題の解法をステップバイステップで紹介します。

生成熱とは?

生成熱とは、1モルの物質がその元素の標準状態(常温・常圧)から生成されるときに放出または吸収される熱エネルギーのことを指します。燃焼熱がその物質が完全に燃焼したときに放出する熱量であるのに対し、生成熱は物質がその化学的構造を形成する過程でのエネルギーの変化を表します。

この問題で求めるのはプロパン(C3H8)の生成熱であり、与えられた燃焼熱を利用して計算を進めます。

完全燃焼の化学反応式

まず、完全燃焼の化学反応式を確認しましょう。

  • 水素の燃焼: 2H2 + O2 → 2H2O
  • 炭素の燃焼: C + O2 → CO2
  • プロパンの燃焼: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

これらの反応式を使って、プロパンの燃焼に伴う熱量の変化を計算します。

燃焼熱から生成熱を求めるステップ

プロパンの生成熱を求めるには、まずその燃焼熱と生成する生成物(水と二酸化炭素)の生成熱を組み合わせて計算を行います。

与えられた燃焼熱の値をもとに計算を進めると、プロパンの生成熱が求められます。以下の手順で計算を行いましょう。

計算手順

1. 水素(H2)の燃焼熱は286 kJ/mol、炭素(C)の燃焼熱は394 kJ/mol、プロパン(C3H8)の燃焼熱は2219 kJ/molと与えられています。

2. 反応式に基づき、プロパンが燃焼する際の生成物(水と二酸化炭素)の生成熱を引き算します。

3. 最終的に、プロパンの生成熱が求められます。この計算結果から、プロパンの生成熱が107 kJ/molであることがわかります。

計算例の解説

計算の過程では、反応に関わる各物質の生成熱を引き算していくことが基本です。具体的には、プロパンの燃焼によって生成されるCO2とH2Oの生成熱を差し引くことで、プロパンの生成熱が求められます。このような計算は、化学反応とエネルギーの関係を理解するために重要です。

まとめ

プロパンの生成熱を求める問題では、燃焼熱と生成物の生成熱を計算に取り入れることで解答を導きます。試験では、反応式に基づいて物質間のエネルギーのやりとりを理解し、しっかりとした計算力を養うことが重要です。次回の試験に向けて、しっかりと計算方法を覚えておきましょう。

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