中央大学 · 2026年度 · 理論化学・熱化学

ヘスの法則で生成エンタルピーを求める理工3学部(一般・英外) 化学 第Ⅰ問(1)

熱化学の計算で大切なのは「全部足す」ことではなく、出発点と到着点をそろえること。プロパンを経由しても、炭素と水素から直接燃やしても、最後が同じなら全体のエンタルピー変化は同じです。

反応と分子を表す化学の概念イラスト
考え方のイメージ図。正確な条件は下の図で確認。
中央大学 2026年度 · 化学

問題文・図

理工3学部(一般・英外) 第Ⅰ問(1)

原子量:H = 1.00、C = 12.0、O = 16.0、Na = 23.0、S = 32.0、Cl = 35.5、I = 127。選択肢から1つ選びます。

中央大学2026年度 理工3学部(一般・英外) 化学 第Ⅰ問(1):問題 2ページの問題文・図・選択肢
問題 2ページ · 公式PDF 4ページ

出題:中央大学。公式問題の該当箇所を抜粋。原本PDF ↗

条件を整理する

黒鉛C、気体H₂、気体C₃H₈の燃焼エンタルピーが、それぞれ−394、−286、−2219 kJ/mol。水は液体として、気体プロパン1 molの生成エンタルピーを求める問題です。数値と物質の状態を公式の条件にそろえています。

まず、答えから

燃焼エンタルピーからプロパンの生成エンタルピーを求めるには?

3 molの炭素と4 molの水素を燃やす経路と、プロパンを作ってから燃やす経路を比べます。3×(−394)+4×(−286)−(−2219)=−107 kJ/mol。公式の選択肢②です。

さわって理解する

2つの経路を、同じ終点へそろえる

表示を切り替えて、単体から直接燃やす経路と、プロパンを経由する経路を比較します。図の高さは模式的で、縮尺は一定ではありません。数値はプロパン1 molを基準とした変化量です。

単体 + 酸素プロパン + 酸素3CO₂ + 4H₂O(液体)−2326−107−2219

単体から直接:3×(−394)+4×(−286)=−2326 kJ

解法を、順番に。

STEP 01

まず、求めたい生成反応を1 molで書く

生成エンタルピーは、単体からその物質1 molができるときの変化です。炭素3個・水素8個のプロパンを1 mol作るので、黒鉛3 molと水素4 molが必要です。

水素はH₂という2原子分子。係数を8にしないよう、原子数で確認します。

3C(黒鉛)+4H2(g)⟶C3H8(g)3\mathrm{C}(\text{黒鉛})+4\mathrm{H_2}(g)\longrightarrow\mathrm{C_3H_8}(g)
STEP 02

どちらの経路も、二酸化炭素3 molと水4 molへ

黒鉛3 molの燃焼は3×(−394)、水素4 molの燃焼は4×(−286)。合計は−2326 kJです。これは必要量の酸素も含めた同じ出発系から、同じ燃焼生成物へ到達する変化です。

プロパン1 molを経由する経路では、まず未知の生成エンタルピーΔHfがあり、その後の燃焼で−2219 kJ変化します。

ΔHdirect=3(−394)+4(−286)=−2326 kJ\Delta H_{\rm direct}=3(-394)+4(-286)=-2326\ \mathrm{kJ}
STEP 03

経路の等式を書いてから、符号を移す

ヘスの法則は、経路が違っても始状態と終状態が同じなら、変化量が等しいという関係です。ΔHf−2219=−2326を解けば−107。

燃焼値を引くときは、負の値全体を括弧に入れて引きます。−2219をさらに足してしまうと、反応を逆向きに扱ったことになりません。

ΔHf+(−2219)=−2326\Delta H_f+(-2219)=-2326
ΔHf=−2326−(−2219)=−107 kJ/mol\Delta H_f=-2326-(-2219)=-107\ \mathrm{kJ/mol}
STEP 04

状態と1 molの基準まで確認する

求めた負の符号は、この条件の生成反応が発熱であることを表します。答えは絶対値107だけでなく−107 kJ/molです。

水を水蒸気に変えると燃焼エンタルピーも変わります。途中で液体の水のデータと気体の水のデータを混ぜないことが、数字以外の重要な確認点です。

3問で、思い出す

解き方、つかめた?

ここからはCurigo独自の確認クイズです。選んだあと、理由まで確かめましょう。

0 / 3 問を確認

01 C₃H₈を1 mol作る生成反応で必要なH₂は?
答えと理由を見る

4 mol。H₂が4 molで水素原子8 mol分になります。

02 ΔHf−2219=−2326のΔHfは?
答えと理由を見る

−107。両辺に2219を足すと−107です。

03 ヘスの法則でそろえるものは?
答えと理由を見る

反応の始状態と終状態。エンタルピーは状態量なので、途中の経路によらず変化が決まります。

よくある疑問

燃焼エンタルピーと生成エンタルピーの違いは?

燃焼は物質1 molが完全燃焼するとき、生成は単体から物質1 molができるときの変化です。反応式の基準が違います。

水の液体・気体は区別する?

区別します。蒸発に必要なエンタルピーがあるため、状態が違えば数値も違います。

出典・解答の確認

出題:中央大学 2026年度 理工3学部(一般・英外)(2026-02-15実施)化学 第Ⅰ問(1)。問題文・図・選択肢は大学公式PDFの該当箇所を抜粋して掲載しています。「条件を整理する」はCurigoによる要約です。

解説・計算図・確認クイズはCurigoが独自に作成。公開されている解答例との照合に加え、代入・式変形・全列挙・数値計算など、設問に応じた検算を行っています。図の操作は理解を助けるためのもので、証明は本文に示しています。

編集・検証方針 · 誤りの連絡:Curigo編集部