2023年3月19日 日本化学会主催の第26回 理科・科学教育懇談会フォーラム「授業に役立つ化学の話IV」にて講演しました。
講演タイトルは，
「熱化学方程式が廃止 どうするエンタルピーとエントロピー」
＞ レジュメは コチラでダウンロードできます。クリック＞ レジュメ
＞ 講演のパワポ資料はコチラでダウンロードできます。クリック＞ パワポ資料(PDF)
＞ 講演に用いたパワーポイント資料(パワポ)も提供しています。お手数ですがメールをください。
YouTube授業動画 と 関連ブログ
研究室の所属学生用および授業の予習復習用に「物理化学」「機器分析」「電気化学」「無機化学」の授業をアップしています。
クリック ＞ 「とものらぼの授業動画が探しやすく：目次一覧」
YouTubeの決まり文句ですが
- 動画作成のモチベーションにつながります♪
- 「チャンネル登録」や「いいね」をよろしくお願いします。
- また，コメント欄にて，「感想や質問等」コメントいただいた際には真摯に対応します。
「熱化学方程式が廃止 どうするエンタルピーとエントロピー」
今回の講演に関連するブログをご紹介します。
▼
【新課程2022】化学・化学基礎 用語と定義の変更一覧 (随時更新中)
新課程での用語や定義の変更一覧を紹介しています。 ＞ コチラ
(化学を教え・学ぶ方へ) 新学習指導要領 高等学校 理科(化学) 改訂8選 と背景知識 【覚書】
＞ 理科(化学) 改訂8選 と背景知識をまとめています。 ＞ コチラ
高校化学で原子軌道(s軌道 p軌道 d軌道)を学ぶ
熱化学方程式の廃止に加えて，原子軌道(高校教科書の発展に書かれていた「副殻」)についても新学習指導要領では言及がありました。
＞ 朗報) やっと高校化学で原子軌道(s軌道 p軌道 d軌道)を学び，あれらの疑問がスッキリ説明可能に
＞ (高校化学) 混成軌道のわかりやすい教え方を考察 ~メタンの立体構造を学ぶ~
質疑応答
随時更新。
何度経験しても緊張しますね。ゆっくり丁寧に回答していきたいと思います。
Q1. 最初に出てきた水の流れは位置エネルギーとエントロピー増大により自発でよいとしても、重力は外部な感じがするので発熱と同じように扱ってよいか、何か説明が必要でしょうか？
物理と化学の境界としても興味があるのですが。
Ans. 位置エネルギーに重力がかかっているからですね。おっしゃる通り，厳密には外部から働いていますね。ただ，Q5でフォローしていただいたように，同じように扱っても良いかと考えています。
今すぐには、どこらへんで生徒(学生)がつまずきそうかイメージが付かないです。
学生さんに聞いてみようかと思います。「気づきの質問」をありがとうございます。
Q2. /molはやはり付かないのですか？
Ans. 今回の講演で用いた化学反応のエンタルピー変化(ΔH)は，反応物のモル数に依存する量(示量性)です。反応する物質が倍になれば，反応エンタルピーも倍になります。
暗黙のルールではありませんが，多くの教科書の記述では，反応式の係数に対応したモル量が反応した時のエンタルピー変化(ΔH)として扱います。
例えば，メタンの燃焼反応 (水の融解反応も同じ考え)
CH4 ＋ 2O2 → CO2 + 2H2O
(1molのメタンと2モルの酸素が反応して，1モルの二酸化炭素と2モルの水が生成)
ΔH = ー890kJ です。 /molはつけません。
計算をしてみればわかりますが，表から【標準生成エンタルピー (ΔH0; 単位はkJ/mol)】を使います。計算方法はコチラの動画をご覧ください。
つまり，ΔH＝ ー890kJを算出するために，「ｋJ/mol × 係数(mol) ＝ kJ」としています。そのため，「/mol」はつけません。
例えば，質問者の方の「/molはつけないの？」と言うのは，標準XXエンタルピーを見ているからでしょうかもしれません。
反応式中の物質を指定して，その物質が「1mol」の時のエンタルピー変化を述べたい際には，【標準】反応エンタルピーという名称にかわり，記号も右肩に「０」がつく「ΔH0」となります。
手元にあるマッカリーサイモンを見てみると，右肩に「０」がつく「ΔH0」は，「標準状態における1モル当たりの」という意味を持っています。
その際には，単位に「/mol」が付きます。
ややこしいですが，計算する際には気を付けたほうが良いですが，新学習指導要領には「定量性」ではなく「定性的」との文言があるため，「/mol」は不要かと考えています。
Q3. ギブズエネルギーでの自由に使えるエネルギーという文言について質問です。
例えば発熱反応では熱が得られますが、その熱エネルギーとはどのように異なるのでしょうか？
A. 作成中です。取り急ぎ，関連動画を示します。
＞ 関連動画：熱機関 vs 電気エネルギー ＞ YouTube動画
Q4. 熱分野の学習の前に、気体の内容を学習すると思います。内部エネルギー変化は物理でも習います。先生の高校生向け授業では、化学の視点から内部エネルギー変化については取り扱いますでしょうか？
A. 作成中です。取り急ぎ，関連動画を示します。
＞ 関連動画： 内部エネルギー変化 ＞ YouTube動画
Q5. 重力の位置エネルギーが減少した場合も、温度一定なら外界に熱が放出されるので、化学エネルギーの減少と同様に考えてよいと思います。
Ans. フォローありがとうございます。クイズ番組と同じで，話す立場になるとうまく言葉が出てこないものです。助かりました。今後とも学んでいきますのでご支援の程よろしくお願いします。
