熱化学方程式-ヘスの法則:反応熱Q=(生成物の生成熱の総和)-(反応物の生成熱の総和)の公式が理解できません。

質問

問)メタン、炭素(黒鉛)、水素の燃焼熱がそれぞれ890,394,286kJ/molであるとき、メタンの生成熱(kJ/mol)を求めよ。
ただし、メタンと水素が燃焼したときに生じる水は液体であるとする。
答え
CH4(気)+2O2(気)=CO2(気)+2H2O(気)+890kJ
C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+394kJ
H2(気)+(1/2)O2(気)=H2O(液)+286kJ
なので、メタンの生成熱をxkJ/molとおいて
反応熱Q=(生成物の生成熱の総和)-(反応物の生成熱の総和)の公式から、
890=(394+2*286)-x ⇔ x=76
∴ 76kJ
なのですが、生成物・反応物の下に生成熱を書きこむと
左辺が76kJ,0kJ、右辺が394kJ,2*286kJ,890kJで
右辺の方が圧倒的に熱量が大きいので、意味が分からなくなりました。
何故、反応熱Q=(反応物の生成熱の総和)-(生成物の生成熱の総和)でないのか教えてもらえませんか?

*別解(組み立て、エネルギー図)は理解できています。

回答No.3

Tacosan · ベストアンサー

えっと....
メタンでのみ疑問に思いました? 例えば
C(黒鉛) + O2 (g) = CO2 (g) + 394 kJ
の生成物や反応物の下に生成熱を書き込んでみる (普通しないだろうけど, 「してはいけない」ということもないですよね) と
・左辺は (単体だけなので) 0 kJ
・右辺は 394 kJ と 394 kJ で 788 kJ
になるんだけど, 何かおかしいと思いませんか?
で何がおかしいかというと, 「各物質の下に熱量を書き込むのはいいとしても, 書き込むべき熱量は生成熱ではなく『その物質が持っている (単体からの相対的な) 熱量』でなければならない」ということに気付いていないんです.
つまり,
C + O2 = CO2 + 394 kJ
に対して書き込む熱量は (3つの物質それぞれに対し) 0 kJ, 0 kJ, -394 kJ であるべきです. これなら等号で成り立ちますね.

お礼

なるほど、そうゆうことだったのですか。
よく分かりました。
ありがとうございました。m(_ _)m

回答No.2

okormazd

CH4(気)+2O2(気)=CO2(気)+2H2O(気)+890kJ
生成物は、CO2と2H2O
反応物、CH4と2O2
反応熱は、890kJ/mol

反応熱Q=(生成物の生成熱の総和)-(反応物の生成熱の総和)
だから、
890kJ/mol=(CO2の生成熱と2H2Oの生成熱の総和)-(CH4の生成熱と2O2の生成熱の総和)・・・(1)

C(黒鉛)+O2(気)=CO2(気)+394kJ
これはCO2の生成反応だから、CO2の生成熱は394kJ/mol
H2(気)+(1/2)O2(気)=H2O(液)+286kJ
これはH2Oの生成反応だから、H2Oの生成熱は286kJ/mol
また、O2は単体(元素)だから生成熱は0。

これらを(1)式に入れれば、
890kJ/mol=(394kJ/mol+2*286kJ/mol)-(x+0)
x=890kJ/mol-(394kJ/mol+2*286kJ/mol)=76kJ/mol

ということになるのだが・・・。

補足

御回答ありがとうございます。
しかし、分からないところは計算でなくて公式なのですが…

生成物・反応物の下に生成熱を書きこむと
左辺がxkJ,0kJ、右辺が394kJ,2*286kJ,890kJなので
両辺が釣り合うためにはx=394+2*286+890=1856(kJ/mol)ではないかな。
と思った次第です。

熱化学方程式で（左辺の熱量の総和）＝（右辺の熱量の総和）
は成り立たないのですか？

回答No.1

noname#69788

黒鉛の生成熱をどうやって出したのですか。

補足

上から二番目の式は炭素の燃焼熱を表す式であると同時に炭素の生成熱を表す式でもあると思いますが…