chatGPTに高校化学を解かしてみた

2023年度共通テスト(化学)第2問の問1を解かしてみた！

もしテストでどうしても点数を取りたいからカンニングをしたいんだと思ったときに(カンニングは推奨しない)chatGPTに頼れるのか、調べてみようと思う。

今回は2023年度共通テストの化学の第2問の問1を解いてもらおうと思う。本来の問題文は選択肢があるが、chatGPTの本来の実力を発揮させるために選択肢なしで解いてもらった。問題文は以下の通りである。

二酸化炭素とアンモニアを高温･高圧で反応させると尿素が生成する。このときの反応熱Qはいくらか。ただしCO2(気),NH3(気),(NH2)2CO(固),H2O(液)の生成熱はそれぞれ394 kJ/mol,46 kJ/mol,333 kJ/mol,286 kJ/molとする。

CO2(気) + 2NH3(気) = (NH2)2CO(固) + H2O(液) + Q kJ

chatGPTが示した答えは以下の通りになった。

この反応において、反応熱Qは生成物の熱量から原料の熱量を引くことで求めることができます。

まず、反応式をバランスさせます。

CO2(気) + 2NH3(気) = (NH2)2CO(固) + H2O(液)

この反応式からわかる反応の係数は、CO2が1、NH3が2、(NH2)2COが1、H2Oが1です。

次に、各物質の生成熱を使って反応の熱量を計算します。

CO2の生成熱: 394 kJ/mol

NH3の生成熱: 46 kJ/mol

(NH2)2COの生成熱: 333 kJ/mol

H2Oの生成熱: 286 kJ/mol

原料の熱量は以下のようになります。

CO2の熱量: 394 kJ/mol × 1 = 394 kJ/mol

NH3の熱量: 46 kJ/mol × 2 = 92 kJ/mol

生成物の熱量は以下のようになります。

(NH2)2COの熱量: 333 kJ/mol × 1 = 333 kJ/mol

H2Oの熱量: 286 kJ/mol × 1 = 286 kJ/mol

反応熱Qは生成物の熱量から原料の熱量を引いた値です。

Q = (NH2)2COの熱量 + H2Oの熱量 - CO2の熱量 - NH3の熱量

= 333 kJ/mol + 286 kJ/mol - 394 kJ/mol - 92 kJ/mol

= 133 kJ/mol

したがって、反応熱Qは133 kJ/molです。

この解答は途中過程も含めて間違いなく記述することが出来ている。この問題は2023年度の共通テストの中では絶対に落とせないような簡単な方の問題である。この程度の問題はchatGPTにとっては問題なく解くことが出来るようである。

次回は問題の難易度を少しだけ上げた計算問題解いてもらおうと思う。