結合エネルギー:
* C2H6(エタン): 6つのC-H結合と1つのC-C結合があります。
* C2H4(エチレン): 4つのC-H結合と1つのC =Cダブルボンドがあります。
* H2(水素): H-H結合が1つあります。
一般原則: 強い結合は、より多くの化学エネルギーを保存します。 二重結合(エチレンのような)は、単一結合(エタンのような)よりも強いです。
燃焼反応:
燃焼反応はエネルギーを放出します。放出されるエネルギーが多いほど、燃料に蓄積された化学エネルギーが大きくなります。
* C2H6 + 7/2 O2→2 CO2 + 3 H2O (エタン燃焼)
* C2H4 + 3 O2→2 CO2 + 2 H2O (エチレン燃焼)
* 2 H2 + O2→2 H2O (水素燃焼)
分析:
* エタン(C2H6): 単一の結合が含まれており、燃焼時にエチレンよりも多くのエネルギーを放出します。
* エチレン(C2H4): 二重結合が含まれているため、より安定性が高くなり(壊れるにはより多くのエネルギーが必要です)、燃焼時にエタンよりも少ないエネルギーを放出します。
* 水素(H2): 結合が比較的弱く、容易に可燃性になり、燃焼時にかなりの量のエネルギーを放出します。
結論:
結合エネルギーと燃焼反応に基づいて、次のように結論付けることができます。
* エタン(C2H6)は、最も高い化学エネルギーを持っています 3つの中。
* エチレン(C2H4)は、化学エネルギーが低いです より強い二重結合のためにエタンよりも。
* 水素(H2)は化学エネルギーが低いです エタンとエチレンよりも、燃焼中に単位質量あたり大量のエネルギーを放出します。
重要な注意: この比較は簡素化されており、特定の反応条件(温度、圧力など)またはこれらの反応の正確なエンタルピーの変化を説明しません。