平成28年度センター試験【化学】第2問 問2｜物質の変化とエネルギー

参考資料

 

各選択肢を見ていきましょう。

 

① 光合成では(1)式の反応が生じます。

参考資料　(1)式

 

② 電池は化学反応による化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。

 

③ 活性化エネルギーは図1を使って考えます。

参考資料　図1

反応物から生成物ができるほうを正反応、逆を逆反応といいます。

図1のように反応物より生成物のほうがエネルギーが小さい場合、生成物ができたときに余ったエネルギーが熱として外に出ていくので、発熱反応と考えます。

活性化エネルギーは、反応物と生成物の間にある山を乗り越えるのに必要なエネルギーです。

正反応の活性化エネルギーを E_正、逆反応の活性化エネルギーを E_逆 で示していますが、図から明らかなように E_逆 のほうが大きくなります。

吸熱反応を考える場合は反応物と生成物のエネルギーの大小関係が逆になるので、活性化エネルギーは正反応のほうが大きくなります。

 

④ 吸熱反応の場合、エネルギーは図2で表わされます。

参考資料　図2

生成熱とは、ある物質がその物質を構成する成分元素の単体から作られるときの反応熱のことです。

たとえば水の場合は(2)式で与えられます。

参考資料　(2)式

ここで H₂ や O₂ などの単体は基準として 0 と考えてよいです。

したがって反応物や生成物の生成熱の総和は、図2のように 0 を基準としたときの変化量と考えることができます。

そうすると吸熱反応の場合は、反応物の生成熱の総和のほうが大きくないといけないことがわかります。

 

⑤ 化学反応によって発生するエネルギーは光として放出されることもあります。