答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　元の問題へ


問1の答1

　　ﾌﾟﾛﾊﾟﾝ…2220 kJ/mol,　　ﾒﾀﾝ…892 kJ/mol


燃焼前のﾌﾟﾛﾊﾟﾝとﾒﾀﾝの物質量mol は　1.12/22.4 = 0.05 mol 　(0℃, 1.01×10⁵Paの気体は理想気体で種類に関係なく全て22.4 L)　このﾌﾟﾛﾊﾟﾝとﾒﾀﾝを25℃で完全燃焼させると, ﾌﾟﾛﾊﾟﾝでは111 kJ, ﾒﾀﾝでは44.6 kJ の熱が発生, 1 mol当り(この発生熱量を燃焼熱という)では次のようになる。
ﾌﾟﾛﾊﾟﾝ…111/0.05 = 2220 kJ/mol,　　ﾒﾀﾝ…44.6/0.05 = 892 kJ/mol


問2の答2

　　ﾌﾟﾛﾊﾟﾝ…50.5 kJ　　　ﾒﾀﾝ…55.8 kJ　


1g のﾌﾟﾛﾊﾟﾝの物質量mol は…1/分子量 = 1/44 mol　　よって問1の燃焼熱2220 kJ/molから　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2220×(1/44) = 50.5 kJ
1g のﾒﾀﾝの物質量mol は…1/16 mol　　よって問1の燃焼熱892 kJ/mol から　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　892×(1/16) = 55.8 kJ


問3の答3

　　ﾒﾀﾝの方が二酸化炭素の発生量が少ない。


ﾌﾟﾛﾊﾟﾝとﾒﾀﾝの燃焼熱の熱化学方程式は, 問1から次のようになる。
　　　　　　ﾌﾟﾛﾊﾟﾝでは…C3H8(気体) + 5O2(気体) = 3CO2(気体) + 4H2O(液体) + 2220 kJ
　　　　　　ﾒﾀﾝでは…CH4(気体) + 2O2(気体) = CO2(気体) + 2H2O(液体) + 892 kJ
いま, かりにﾌﾟﾛﾊﾟﾝとﾒﾀﾝから892kJの熱量を取り出すとすると, それぞれの発生する二酸化炭素の物質量molは, 上述の熱化学方程式から
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ﾌﾟﾛﾊﾟﾝでは…3×(892/2220) = 1.21mol
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ﾒﾀﾝでは…1×(892/892) = 1mol
よって, ﾒﾀﾝの方が二酸化炭素の発生量が少ない。


問4の答4　　106 kJ/mol　


ﾌﾟﾛﾊﾟﾝの生成熱をQとすると, その熱化学方程式は次のようになる。
　　　　　　　　　　　　　　3C(黒鉛) + 4H2(気体) = C3H8(気体) + Q kJ　…�@
また, 問1と4の熱化学方程式は
　　　　　　　　　C3H8(気体) + 5O2(気体) = 3CO2(気体) + 4H2O(液体) + 2220 kJ　…�A
　　　　　　　　　　　　　C(黒鉛) + O2(気体) = CO2(気体) + 394 kJ 　　…�B
　　　　　　　　　　　H2(気体) + (1/2)O2(気体) = H2O(液体) + 286 kJ　…�C
熱化学方程式では, 各化合物の化学式はｴﾈﾙｷﾞｰ値を意味しているので, �@から, ﾌﾟﾛﾊﾟﾝの生成熱Qは次式のようになる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Q = (3C + 4H2) - C3H8　　…�@'
また,
�Aから, 　　　　　　　　 　　　C3H8 = (3CO2 + 4H2O + 2220) - 5O2　　…�A'
�Bから, 　　　　　　　　　　　　　　3C = 3(CO2 + 394) - 3O2　　…�B'
�Cから,　　　　　　　　　　　　　　4H2 = 4(H2O + 286) - 2O2　　…�C'
よって,
�A'〜�C'を�@'に代入すると
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Q = 394×3 + 286×4 - 2220 = 106 kJ/mol

�@〜�Cを参照してｴﾈﾙｷﾞｰﾚﾍﾞﾙで図示すると次のようになる(image136)。
　　　　　　
よって, 　　　　　　　　　　　　　　　Q + 2220 = 394 + 286×4 + 394×2
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　∴Q = 106 kJ/mol