令和4年度 問30 化学プロセス
一酸化炭素 CO（気）、二酸化炭素 \(\mathrm{CO_2}\)（気）、水 \(\mathrm{H_2O}\)（液）の標準生成エンタルピーは、順に \(-111\) kJ/mol、\(-394\) kJ/mol、\(-286\) kJ/mol である。以下の 1～5 の反応の標準反応エンタルピーを推算して、発熱反応であるものはどれか。
①
CO（気）+H2 （気）→ C（黒鉛）+H2 O（液）
②
CO（気）+H2 O（液）→ H2 （気）+CO2 （気）
③
CO2 （気）→ CO（気）+(1/2)O2 （気）
④
C（黒鉛）+CO2 （気）→ 2CO（気）
⑤
C（黒鉛）+2H2 O（液）→ 2H2 （気）+CO2 （気）
正答
① CO（気）+H2 （気）→ C（黒鉛）+H2 O（液）
生成物のエンタルピーと反応物のエンタルピーの差を計算して、マイナスの値になれば発熱反応、プラスの値は吸熱反応です。注意点として、単体元素は最も安定な形態であるとみなし、標準状態での単体元素の標準生成エンタルピーは定義上 0 kJ/mol とされています。
- \(-286 - (-111) = -175\)
- \(-394 - (-111 - 286) = 3\)
- \(-111 - (-394) = 283\)
- \(-111 \times 2 - (-394) = 172\)
- \(-394 - (-286 \times 2) = 178\)
よって、1番が発熱反応です。