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危険物取扱者試験 乙4の過去問 | 予想問題 乙4 問96

問題

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水素(H2)、炭素(C)、プロパン(C3H8)の燃焼熱がそれぞれ286kJ/mol、394kJ/mol、2219kJ/molである場合、プロパンの生成熱として正しいものはどれか。
なお、水素、炭素、プロパンが燃焼する化学反応式は下記のとおりである。
2H2+O2→2H2O
C+O2→CO2
C3H8+5O2→3CO2+4H2O
   1 .
107kJ/mol
   2 .
215kJ/mol
   3 .
1539kJ/mol
   4 .
2899kJ/mol
   5 .
4545kJ/mol
( 危険物 乙4の過去問/予想問題 問96 )

この過去問の解説 (4件)

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67
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与えられた文章から
2H2+O2→2H2O+572kj
C+O2→CO2+394kj
ということがわかります。
そのため
4H2+2O2→4H2O+1144kj
3C+3O2→3CO2+1182kj

よって1144kj+1182kj-2219kj=107kjとなります。
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44
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正解は1番です。

まず、求めたいプロパン生成の化学反応式は次のようになります。
3C+4H2→C3H8

この反応式を作るために、問題文の燃焼の化学反応式の係数をそろえた化学反応式を作ります。

4H2+2O2→4H2O
3C+3O2→3CO2
C3H8+5O2→3CO2+4H2O

ここで、燃焼熱は燃焼する物質(ここでは水素、炭素、プロパン)の係数が1の時の化学反応で発生する熱量のことであり、
上の係数をそろえた化学反応式に燃焼する物質の係数をかけた熱量を追加して熱化学方程式にします。
熱化学方程式にすると、反応の矢印が=に変わります。
また、熱化学方程式にすると数学の方程式のように扱うことができるようになります。

4H2+2O2=4H2O+4×286kJ/mol
3C+3O2=3CO2+3×394kJ/mol
C3H8+5O2=3CO2+4H2O+1×2219kJ/mol

燃焼熱の計算をすると

4H2+2O2=4H2O+1144kJ/mol …①
3C+3O2=3CO2+1182kJ/mol …②
C3H8+5O2=3CO2+4H2O+2219kJ/mol …③

①式と②式から③式を引くと

4H2+3C-C3H8=107kJ/mol

となり、左辺の-C3H8を右辺に移項すると

4H2+3C=C3H8+107kJ/mol

となり、プロパン生成の熱化学方程式が得られ、正解は1番の107kJ/molとなります。
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26
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1が正しいです。
C3H8+5O2→3CO2+4H2O + 2219kJ/mol

1mol
3C+3O2→3CO2 + 3×39kJ/mol 3×394=1182kJ/mol

3mol
4H2+2O2→4H2O + 4×286kJ/mol 4×286=1144kJ/mo

4mol
炭素3mol+水素4mol-プロパン1mol
1144kj+1182kj-2219kj=107kj/mol
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20
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C3H8+5O2→3CO2+4H2O + 2219kJ/mol ・・・①
3C+3O2→3CO2 + 3×39kJ/mol …② 3×394=1182kJ/mol
4H2+2O2→4H2O + 4×286kJ/mol …③ 4×286=11442kJ/mol

炭素が3mol水素が4mol燃焼するときに発生する熱量は、1182+1144=2326kJ/mol。
炭素が3mol、水素が4mol燃焼するときに発生する熱量からプロパン1molが燃焼し発生する熱量2219kJ/molを引くと、
炭素3mol、水素4molからプロパンが生成する熱量が求まる。

2326-2219=107kJ/mol

よって、正解は1です。
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