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3. 化学反応と化学平衡 過去9年の計算問題 18問を、使う公式ごとに並べました。各公式の先頭に「いつ使うか・式の意味・落とし穴」を置いています。問題名をクリックすると解答例が開きます。
反応速度・半減期（一次反応）★★☆ 9年で7回
🔎 いつ使うか（見分け方）一次反応の半減期、または濃度が1/4・1/8になる時間を求めるとき。
💡 式の意味一次反応の半減期は初期濃度によりません。半分になる時間が10分なら、そこからさらに半分（＝1/4）になるのにまた10分。だから1/4なら2回分、1/8なら3回分です。(1/2)ⁿ で考えるのが最短ルートです。
- 求める濃度比が (1/2) の何乗かを数える
- その回数×半減期＝答え
✏️ 式の変形（1行ずつ） 目標：対数を使わずに半減期の問題を解く
- 濃度が何分の1になるかを見ます（例：1/8）
- それが (12) の何乗かを数えます
18 = (12)3 なので3回
- 半減期を回数だけ掛けます
t = 3 × t1/2
- 半減期が10分なら
t = 3 × 10 = 30 分
1/2で1回、1/4で2回、1/8で3回、1/16で4回。この数え方だけで、一次反応の問題はほとんど解けます。対数の計算は不要です。
この変形が追えないときは → 計算の前に：算数・数学のおさらい
⚠ 落とし穴（★は過去問で実際に多い誤り）
- ★ 反応次数の取り違え（この解き方が使えるのは一次反応だけ）
- ★ 半減期が初期濃度に依存すると誤解する
- ★ 1/4を『半減期の1.5倍』などと計算する（正しくは2倍）
対数を使わなくても、(1/2)ⁿ を数えるだけで解ける問題がほとんどです。
この公式の過去問（7問）
乙H29一次反応において、反応物質の濃度が初期濃度から1/2の濃度になるまでに要する時間が10分＋ 解答例
一次反応において、反応物質の濃度が初期濃度から1/2の濃度になるまでに要する時間が10分であった。初期濃度から1/4の濃度になるまでに要する時間(分)として、最も近い値はどれか。
使う式
t1/2 = ln 2k
記号：一次反応の半減期は濃度に依存せず一定
解き方
- 一次反応で1/2 (半減期) = 10分
- 1/4 = 半減期×2回 = 10分 + 10分 = 20分
- 最も近い値は (2) 20分
答え：20 分（正解の選択肢 (2)）
この問題で多い誤り
- 反応次数の取り違え (0次/2次にする)
甲H30一次反応において、反応物質の濃度が、初期濃度a0から1/2 a0になるまでに要した時間が＋ 解答例
一次反応において、反応物質の濃度が、初期濃度a0から1/2 a0になるまでに要した時間が15分であった。初期濃度a0から1/64 a0になるのに要する時間(分)として最も近い値はどれか。
使う式
t=n,t1/2
記号：t1/2:半減期(一次反応では初期濃度に無関係で一定) / a/a0=(1/2)n。1/64=(1/2)6
解き方
- 一次反応の半減期は初期濃度に無関係で一定。半減期ごとに濃度は1/2になる。
- 1/64=(1/2)6 なので6回の半減期を要する。
- 半減期=15分 → 15×6=90分。
答え：90 分（正解の選択肢 (4)）
この問題で多い誤り
- 半減期が初期濃度に依存すると誤解する。6回の半減期と気づかない
乙R1一次反応において、反応物が50%反応するのに要する時間が10分のとき、75%反応するのに＋ 解答例
一次反応において、反応物が50%反応するのに要する時間が10分のとき、75%反応するのに要する時間(分)として最も近い値はどれか。
使う式
ln11-x = kt
記号：x:反応率 / k:反応速度定数 / t:時間
解き方
- 一次反応で 50% 反応(x=0.5)に 10分 → ln(1/0.5) = k×10 → k = ln2/10 = 0.0693
- 75% 反応(x=0.75) に要する時間 t: ln(1/(1-0.75)) = ln4 = kt
- t = ln4/k = (2×ln2)/(ln2/10) = 2×10 = 20分
- 最も近い値は (3) 20 分
答え：20 分（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- 反応次数の取り違え (1次でなく0次にする等)
- ln4 = 2·ln2 の計算ミス
- 単位 (分/秒) の取り違え
甲R2一次反応において、反応物が50%反応するのに100秒を要した。87.5%反応するのに要す＋ 解答例
一次反応において、反応物が50%反応するのに100秒を要した。87.5%反応するのに要する時間(秒)として最も近い値はどれか。
使う式
t = ln!(11-f)k, t1/2 = ln 2k
記号：一次反応の半減期 t1/2=100秒(50%反応に要する時間), f:反応率, k:反応速度定数
解き方
- Step1 87.5%反応 → 残存12.5%=1/8。1/8=(1/2)³
- Step2 一次反応では (1/2)³ になるのに半減期の3倍を要する
- Step3 t=3×t1/2=3×100=300秒
- Step4 t≒300秒
答え：300 秒（正解の選択肢 (5)）
この問題で多い誤り
- 87.5%を残存率と取り違える
- 一次反応の指数減衰でなく直線比例で計算する
- 半減期の倍数(3倍)を誤る
乙R4一次反応において、反応物質の濃度が初期濃度の12.5%になるまでに要する時間は、初期濃度＋ 解答例
一次反応において、反応物質の濃度が初期濃度の12.5%になるまでに要する時間は、初期濃度の50%になるまでに要する時間の何倍になるか。次のうち、最も近い値はどれか。
使う式
(12)n (一次反応の半減期)
記号：一次反応では半減期t1/2は濃度によらず一定。12.5% = (1/2)³ なので半減期3回分
解き方
- 正解は (3) = 3倍。
- 一次反応の半減期は濃度によらず一定。
- 100→50→25→12.5%で半減期**3回分**。
答え：3 倍（正解の選択肢 (3)）
甲R6一次反応において、反応物が初期濃度から50%反応するのに120秒を要した。この反応におい＋ 解答例
一次反応において、反応物が初期濃度から50%反応するのに120秒を要した。この反応において、初期濃度から87.5%反応するのに要する時間(秒)として、最も近い値はどれか。
使う式
(12)n (一次反応の半減期)
記号：一次反応の半減期は濃度によらず一定。87.5%反応 = 残り12.5% = (1/2)³
解き方
- 87.5%反応 = 残存12.5% = (1/2)³ → 半減期3回分。
- 時間 = 120 × 3 = 360 秒。
答え：360 秒（正解の選択肢 (4)）
この問題で多い誤り
- 87.5/50=1.75倍と比例計算してしまう
- 残存率と反応率の取り違え
乙R7一次反応において、反応物質の濃度が、初期濃度a₀から(1/2)×a₀になるまでに要した時＋ 解答例
一次反応において、反応物質の濃度が、初期濃度a₀から(1/2)×a₀になるまでに要した時間（半減期）が10分であった。初期濃度a₀から(1/64)×a₀になるまでに要する時間（分）として最も近い値はどれか。
使う式
t = n × t1/2((12)n=164)
記号：一次反応の半減期 t₁/₂=10分（濃度によらず一定）。1/64=(1/2)6 なので半減期を6回繰り返す
解き方
- 一次反応の半減期は初期濃度によらず一定（10分）
- 1/64 = (1/2)6 なので、初期濃度の1/64になるには半減期を6回繰り返す
- 所要時間 = 6×10分 = 60分
答え：60 分（正解の選択肢 (5)）
この問題で多い誤り
- 一次反応の半減期が濃度で変わると誤る（実際は一定）
- 1/64=(1/2)6 の指数計算を誤る
- 半減期の回数を5回や7回と数え間違える
平衡定数★☆☆ 9年で3回
🔎 いつ使うか（見分け方）平衡定数、または平衡時の濃度・分圧を求めるとき。
💡 式の意味K＝（生成物の積）÷（反応物の積）。分母分子の向きは反応式の向きで決まります。平衡『時』の濃度を入れる式であって、初期濃度を入れる式ではありません。
- 初期量から反応量xを引いた『平衡時の量』を表にする
- K の式に平衡時の値を入れる
- xについて解く
⚠ 落とし穴（★は過去問で実際に多い誤り）
- ★ 初期濃度をそのまま代入する。最も多い誤りです
- ★ 分母分子を逆にする
- ★ 反応量xの符号（反応物は減り、生成物は増える）
甲種向け。表を書いて『初期・変化・平衡』の3行を埋めると、代入ミスがなくなります。
この公式の過去問（3問）
甲R2混合気体(CO:1.2mol、H₂O:1.2mol)を用いて、次のCOシフト反応を進行さ＋ 解答例
混合気体(CO:1.2mol、H₂O:1.2mol)を用いて、次のCOシフト反応を進行させた。CO(g)+H₂O(g)→CO₂(g)+H₂(g) 平衡状態における COが0.2molである場合、平衡定数(圧平衡定数)として最も近い値はどれか。
使う式
K = [CO2][H2][CO][H2O]
記号：初期 CO=1.2mol, H₂O=1.2mol, 平衡時CO=0.2mol。反応した量x=1.2-0.2=1.0mol。総モル数は反応前後で不変(両辺2molずつ)のため、モル数比=分圧比となり平衡定数Kは無次元。
解き方
- Step1 反応量 x=1.2-0.2=1.0mol
- Step2 平衡時 CO=0.2mol, H₂O=0.2mol, CO₂=1.0mol, H₂=1.0mol
- Step3 総モル数不変のため濃度(分圧)比=モル数比、K=(CO₂×H₂)/(CO×H₂O)=(1.0×1.0)/(0.2×0.2)
- Step4 K=1.0/0.04=25
答え：25（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- 平衡時のCO/H₂Oを0.2molでなく初期値1.2molのまま使う
- 生成物と反応物の位置を分母分子で逆にする
- 反応量xの算出を誤る
甲R5混合気体(CO:1.0mol、H₂O:1.2mol)を用いて、以下の反応を右方向に進行さ＋ 解答例
混合気体(CO:1.0mol、H₂O:1.2mol)を用いて、以下の反応を右方向に進行させた。CO+H₂O⇄CO₂+H₂。平衡状態におけるCOが0.3molである場合、平衡定数(圧平衡定数)として、最も近い値はどれか。
使う式
K = [CO2][H2][CO][H2O] (平衡定数)
記号：CO+H₂O⇄CO₂+H₂(分子数不変)。反応量xでモル収支を立てる
解き方
- 平衡時CO=0.3molなので反応量 x = 1.0−0.3 = 0.7 mol。
- CO=0.3、H₂O=1.2−0.7=0.5、CO₂=H₂=0.7。
- K = (0.7×0.7) ÷ (0.3×0.5) ≒ 3.27 ≒ 3.3。
答え：3.3（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- H₂Oの初期量1.2molを1.0molと取り違える
- 分子・分母の組を逆にする
甲R7混合気体(CO: 1.4mol、H₂O: 1.4mol)を用いて、圧力280kPaにおい＋ 解答例
混合気体(CO: 1.4mol、H₂O: 1.4mol)を用いて、圧力280kPaにおいて、次のCOシフト反応を進行させた。
CO(g)+H₂O(g)→CO₂(g)+H₂(g)
平衡定数が36である場合、平衡状態におけるCO₂の分圧(kPa)として、最も近い値はどれか。
CO(g)+H₂O(g)→CO₂(g)+H₂(g)
平衡定数が36である場合、平衡状態におけるCO₂の分圧(kPa)として、最も近い値はどれか。
使う式
K = x2(1.4-x)2 = 36, Pi = P × yi (平衡定数と分圧)
記号：x:反応量[mol] / 分子数不変の反応なので全モル数2.8は一定 / yi:モル分率
解き方
- CO+H₂O→CO₂+H₂は分子数不変(全2.8mol一定)。平衡時 CO=H₂O=1.4−x、CO₂=H₂=x。
- K = x²/(1.4−x)² = 36 → x/(1.4−x) = 6 → x = 1.2 mol。
- CO₂のモル分率 = 1.2/2.8 = 3/7。分圧 = 280 × 3/7 = 120 kPa。
答え：120 kPa（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- 平方根を取らず x/(1.4−x)=36 として解く
- 全モル数を1.4molとして分率を誤る
電気分解（ファラデーの法則）9年で2回
🔎 いつ使うか（見分け方）燃料電池や電気分解で、必要な水素量・発生量を電流から求めるとき。
💡 式の意味ファラデーの法則。物質1molを反応させるのに必要な電気量は zF（F＝96500 C/mol、zは電子の数）。水素は H₂→2H⁺+2e⁻ なので z＝2 です。
- 反応式から電子数zを読む（水素なら2）
- モル流量＝I/(zF)
- 利用率が与えられていれば、それで割る
⚠ 落とし穴（★は過去問で実際に多い誤り）
- ★ 電荷数zの掛け忘れ（2倍ずれます）
- ★ 利用率で割るところを掛けてしまう
- ★ 改質反応の係数を無視する（CH₄から水素が何mol出るか）
甲種の燃料電池がらみで出ます。zとFさえ押さえれば計算自体は割り算1回です。
この公式の過去問（2問）
甲H291枚のセルで構成される水素を燃料とした燃料電池で電流を48A取り出すときに、必要な水素流＋ 解答例
1枚のセルで構成される水素を燃料とした燃料電池で電流を48A取り出すときに、必要な水素流量(mol/s)として、最も近い値はどれか。ただし、水素の80%が発電に使用されるものとし、ファラデー定数は96000C/mol、水素の電荷数は1mol分子当たり2molとする。
使う式
v=izF
記号：v:反応水素量[mol/s] / i:電流 / z:電荷数(=2) / F:ファラデー定数。利用率80%で割り戻し
解き方
- i=z×F×v(i:電流、z:電荷数、F:ファラデー定数、v:反応水素量)。i=48A、z=2、F=96000A·s/mol。
- 反応水素量v=i/(z×F)=48/(2×96000)=1/4000=2.5×10⁻⁴mol/s。
- 供給水素の80%が発電に使用 → 必要供給量=2.5×10⁻⁴/0.8=3.1×10⁻⁴mol/s。
答え：3.1×10⁻⁴ mol/s（正解の選択肢 (4)）
この問題で多い誤り
- 電荷数z=2の掛け忘れ。利用率0.8で割らずそのまま答える
甲R41枚のセルで構成される水素を燃料とした燃料電池を製作し、メタンを水蒸気改質して製造した水＋ 解答例
1枚のセルで構成される水素を燃料とした燃料電池を製作し、メタンを水蒸気改質して製造した水素すべてを燃料として発電を行い、電流を192 A取り出した。メタンの流量(mol/s)として、最も近い値はどれか。ただし、投入したメタンはすべて水蒸気改質されて水素と二酸化炭素になるものとし、また、ファラデー定数は96000 C/mol、水素の電荷数は1 mol分子あたり2 molとする。
使う式
nCH4 = 14 × IzF
記号：I: 電流 = 192 A(= 192 C/s)、F: ファラデー定数 = 96000 C/mol、z: 水素の電荷数 = 2、係数1/4: 改質反応 CH₄ + 2H₂O → 4H₂ + CO₂ でメタン1 molから水素4 molが生成
解き方
- 消費される水素の流量: nH₂ = I/(zF) = 192/(2 × 96000) = 1.0×10⁻³ mol/s
- 水蒸気改質反応: CH₄ + 2H₂O → 4H₂ + CO₂(メタン1 molから水素4 mol)
- メタンの流量: nCH₄ = nH₂/4 = 1.0×10⁻³/4 = 2.5×10⁻⁴ mol/s
答え：2.5 × 10⁻⁴ mol/s（正解の選択肢 (2)）
この問題で多い誤り
- 改質反応の係数を忘れて水素流量1.0×10⁻³をそのまま答える(選択肢(4))
- 改質をCH₄+H₂O→3H₂+CO(部分改質)としてH₂を3 molで割る→問題文の「水素と二酸化炭素になる」よりCO₂生成でH₂は4 mol
- 電荷数2を掛け忘れてI/F=2.0×10⁻³から計算する
反応熱・ヘスの法則★★☆ 9年で6回
🔎 いつ使うか（見分け方）反応熱・生成熱を求めるとき。複数の熱化学方程式が与えられていたらこれです。
💡 式の意味ΔH＝Σ(生成物の生成熱)−Σ(反応物の生成熱)。反応熱は途中の経路によらず、最初と最後だけで決まる（ヘスの法則）。だから式を足し引きして目的の反応を組み立てられます。
- 目的の反応式を書く
- 生成物側の生成熱の合計から反応物側の合計を引く
- 係数を掛け忘れないよう、式の係数と対応させる
⚠ 落とし穴（★は過去問で実際に多い誤り）
- ★ 生成物と反応物の符号を逆にする
- ★ 係数倍を忘れる（2H₂O なら生成熱も2倍）
- ★ H₂O(液)とH₂O(気)の取り違え。総発熱量と真発熱量の差もここから生まれます
- 単体（O₂、N₂など）の生成熱は0。足し忘れではなく、そもそも0です
符号の向きは「発熱ならΔHは負」。定義を一度確認しておくと迷いません。
この公式の過去問（6問）
乙H29次の反応の標準反応熱(kJ/mol) として、最も近い値はどれか。(平成29年度乙種)＋ 解答例
次の反応の標準反応熱(kJ/mol) として、最も近い値はどれか。(平成29年度乙種)
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)
ただし、各成分の標準生成熱は以下の通りとし、(g)は気体状態を示す。
CH₄(g): -75kJ/mol, CO₂(g): -390kJ/mol, H₂O(g): -240kJ/mol, O₂(g): 0kJ/mol
(注: 問題文のCO₂とH₂Oの符号は正ですが、標準生成熱は一般的に負のため、解説の計算に合わせ-390, -240として扱います)
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)
ただし、各成分の標準生成熱は以下の通りとし、(g)は気体状態を示す。
CH₄(g): -75kJ/mol, CO₂(g): -390kJ/mol, H₂O(g): -240kJ/mol, O₂(g): 0kJ/mol
(注: 問題文のCO₂とH₂Oの符号は正ですが、標準生成熱は一般的に負のため、解説の計算に合わせ-390, -240として扱います)
使う式
Δ H = Σ Hproducts – Σ Hreactants
記号：ヘスの法則: 反応熱 = 生成物の標準生成熱の和 – 反応物の標準生成熱の和
解き方
- 反応式: CO + ½O₂ → CO₂
- 標準生成熱: CO₂ = -393.5 kJ/mol, CO = -110.5 kJ/mol, O₂ = 0
- ΔH = (-393.5) – (-110.5 + 0) = -393.5 + 110.5 = -283 kJ/mol
- 近似値の選択肢から (4) -795 が最も近い (実際は -283 と乖離あり, 元問題の出題条件確認要)
答え：約 -795 kJ/mol (公式解答)（正解の選択肢 (4)）
この問題で多い誤り
- 生成物と反応物の符号を逆にする
- ヘスの法則の適用順序ミス
甲H30水素及びメタンの燃焼反応の標準反応熱が、それぞれ次のように与えられている。ただし、(g)＋ 解答例
水素及びメタンの燃焼反応の標準反応熱が、それぞれ次のように与えられている。ただし、(g)は気体状態を示す。H₂(g)+1/2O₂(g)→H₂O(g):-242kJ/mol、CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g)+2H₂O(g):-802kJ/mol。このとき、次の反応の標準反応熱(kJ/mol)として最も近い値はどれか。CO₂(g)+4H₂(g)→CH₄(g)+2H₂O(g)
使う式
Δ H=ΣνiΔ Hi
記号：既知の燃焼式を線形結合(×4-×1等)してO₂を消去(ヘスの法則) / ν:係数
解き方
- ヘスの法則で式を組み合わせO₂を消去する。求める式: CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O。
- 式(1)×4 − 式(2): 4H₂+CO₂→CH₄+2H₂O、反応熱=-242×4−(-802)。
- =-968+802=-166kJ/mol。
答え：-166 kJ/mol（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- 式の係数倍と差し引きの組合せを誤りO₂が消えない
甲R1CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)の標準反応熱は、206kJ/molで＋ 解答例
CH₄(g)+H₂O(g)→CO(g)+3H₂(g)の標準反応熱は、206kJ/molである。この時、CH₄(g)の標準生成熱(kJ/mol)として、最も近い値はどれか。ただし、各成分の標準生成熱は以下のとおりとし、(g)は気体状態を、(l)は液体状態を示す。H₂O(g):-242kJ/mol、H₂O(l):-286kJ/mol、H₂(g):0kJ/mol、CO(g):-111kJ/mol
使う式
Δ Hr=ΣΔ Hf(生成)-ΣΔ Hf(反応)
記号：Δ Hr:標準反応熱 / Δ Hf:標準生成熱(ヘスの法則)。H₂Oは(g)の値を使用
解き方
- ヘスの法則: 標準反応熱=生成系(右辺)の標準生成熱の和−反応系(左辺)の標準生成熱の和。H₂Oは気体(g)の値を用いる。
- 206 = (-111 + 3×0) − (HCH₄(g) − 242)
- HCH₄(g) = -111 + 0 + 242 − 206 = -75 kJ/mol。
答え：-75 kJ/mol（正解の選択肢 (5)）
この問題で多い誤り
- H₂O(l)とH₂O(g)の取り違え。符号の正負
甲R3気体のメタンとプロパンを体積比1:1で混合したガス1 molを完全燃焼したときに発生する＋ 解答例
気体のメタンとプロパンを体積比1:1で混合したガス1 molを完全燃焼したときに発生する熱(kJ)として、最も近い値はどれか。ただし、燃焼に関わる物質の標準生成熱(kJ/mol)は以下のとおりとし、(g)は気体状態を、(l)は液体状態を示す。
CH₄(g):−75 C₃H₈(g):−104 O₂(g):0 CO₂(g):−394 H₂O(l):−286
CH₄(g):−75 C₃H₈(g):−104 O₂(g):0 CO₂(g):−394 H₂O(l):−286
使う式
Δ H = Σ Δ Hf(生成物) – Σ Δ Hf(反応物)
記号：ΔH: 標準反応熱 [kJ/mol]、ΔHf: 標準生成熱 [kJ/mol]。発生する熱 Q = −ΔH
解き方
- メタンの燃焼: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)、ΔH = (−394) + 2×(−286) − (−75) = −891 kJ/mol
- プロパンの燃焼: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l)、ΔH = 3×(−394) + 4×(−286) − (−104) = −2222 kJ/mol
- 体積比1:1の混合ガス1 mol中にはメタン0.5 mol、プロパン0.5 molが含まれる
- 発生する熱: Q = 0.5×891 + 0.5×2222 = 445.5 + 1111 = 1556.5 kJ → 最も近い値は1600
答え：1600 kJ（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- 混合ガス1 molでなくメタン・プロパン各1 mol(計2 mol)として891+2222=3113→誤答(5)3200を選ぶ
- (反応物)−(生成物)と符号を逆にして計算する
- プロパン燃焼の係数(3CO₂、4H₂O)を取り違える
甲R3メタン及び水素が完全燃焼する反応(気体状態)の標準反応熱を、それぞれ−801 kJ/mo＋ 解答例
メタン及び水素が完全燃焼する反応(気体状態)の標準反応熱を、それぞれ−801 kJ/mol、−242 kJ/molとするとき、以下に示す反応の標準反応熱(kJ/mol)として、最も近い値はどれか。ただし、(g)は気体状態を示す。
CH₄(g) + 2H₂O(g) → CO₂(g) + 4H₂(g)
CH₄(g) + 2H₂O(g) → CO₂(g) + 4H₂(g)
使う式
Δ H = Δ H1 – 4,Δ H2
記号：ΔH₁: メタンの燃焼熱 = −801 kJ/mol、ΔH₂: 水素の燃焼熱 = −242 kJ/mol
解き方
- ① CH₄(g) + 2O₂ → CO₂(g) + 2H₂O(g)、ΔH₁ = −801 kJ/mol
- ② H₂(g) + ½O₂ → H₂O(g)、ΔH₂ = −242 kJ/mol
- ヘスの法則より、目的反応(水蒸気改質)は ① − 4×② で得られる
- ΔH = −801 − 4×(−242) = −801 + 968 = +167 kJ/mol(吸熱反応)
答え：167 kJ/mol（正解の選択肢 (3)）
この問題で多い誤り
- 水素の係数を2として−801+484=−317と計算する
- ①−4×②でなく4×②−①として符号が逆の−167(誤答(2))を選ぶ
- 水素4 molの掛け算を忘れ−801+242=−559(誤答(1))を選ぶ
乙R3次の反応の標準反応熱 (kJ/mol) として、最も近い値はどれか。＋ 解答例
次の反応の標準反応熱 (kJ/mol) として、最も近い値はどれか。
CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O
ただし、すべての物質は気体状態とし、各成分の標準生成熱 (kJ/mol) は次の値とする。
CH₄: -75, CO₂: -394, H₂O: -242, H₂: 0
CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O
ただし、すべての物質は気体状態とし、各成分の標準生成熱 (kJ/mol) は次の値とする。
CH₄: -75, CO₂: -394, H₂O: -242, H₂: 0
使う式
Δ H = Σ Δ Hf(生成物) – Σ Δ Hf(反応物) (ヘスの法則)
記号：Δ Hf:標準生成熱[kJ/mol]。単体(H₂等)の生成熱は0
解き方
- 作られたもの（右辺）＝ メタン(-75) ＋ 2×水(-242) ＝ -559
- 元々の材料（左辺） ＝ 二酸化炭素(-394) ＋ 4×水素(0) ＝ -394 / 計算： (-559) − (-394) ＝ -165 kJ/mol。
答え：-165 kJ/mol（正解の選択肢 (1)）