薬剤師国家試験第104回問95 過去問解説

　問題　　　　　

メタン(CH₄)の燃焼反応の標準燃焼エンタルピー(kJ/mol)の値として正しいのはどれか。1つ選べ。ただし、CH₄(気体)、CO₂(気体)、H₂O(液体)の標準生成エンタルピー(Δ_fH°)は次のとおりである。

-998.0
-890.3
-754.1
-604.5
-468.3

正解．2

　解説　　　　　

メタンの燃焼反応は CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 熱　です。この「熱」部分を、与えられた式から求めてね、という問題です。※熱部分は「標準生成エンタルピー」で与えられます。標準生成エンタルピーは、反応前後の物質のエネルギー差を表していると考えればよいです。

メタンの燃焼反応の化学式は、「燃焼＝酸化反応の一種」なので、＋O₂ です。また、「燃焼でできるのは CO₂ と H₂O」というのが知識です。後は係数を合わせています。

熱部分の求め方は、問題文の反応３つを「うまく並べて足せばOK」です。「うまく並べる」とは具体的には、以下の step 1 に従い式を並べる、ということです。

step１：「ゴールの式の一部」が、「反応のうち１つだけにしか出てこない」ものを見つけて「式における左右を揃えて」並べる。

本問のゴールは「 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 熱」です。
・CH₄ は、一番上の式にしか出てこないため、左右をひっくり返しておきます。
・CO₂ が２番めの式にしか出てこないため、このままでOKです。
・H₂O は３番めの式にしか出てこないです。ゴールにおいて H₂O の係数が 2 なので、３番めの式は２倍します。以下のようになります。

これでうまく並びました。並べたら、全部足せば答えが出ます。この時、左と右に同じものがあれば消してOKです。するときれいに消えてゴールの式と、求めたい数値が出てきます。

以上より、正解は 2 です。類題は薬剤師国家試験ではないのですが、国家一般職　化学H25 no12 が参考になります。

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