大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）本試験
問124 (化学（第5問） 問6)

原油（石油）は、日本では古くから「黒く、臭く、火を点（つ）けると燃える水」として知られ、「臭生水（くそうず）」とよばれていた。江戸時代末期になると、原油を蒸留したものは行燈（あんどん）の燃料として利用された。現在では、原油をより細かく分留したものがさまざまな用途で利用されている。原油を分留して得られた物質（留出物）（りゅうしゅつぶつ）に関する次の問いに答えよ。

原油は有機化合物のほかに、金属の化合物も含んでいる。遷移元素であるバナジウムVの化合物は、その一例である。原油中のVは、主に_（a）オキシドバナジウムイオンVO^2＋として存在しており、分留後の重油（残油）を燃焼した後に残る灰（燃焼灰）の中では、酸化バナジウムV₂O₅として存在している。燃焼灰から回収したV₂O₅は、_（b）酸化反応の触媒などさまざまな用途で利用されている。さらに_（c）V₂O₅を還元して、単体のVを生産することができる。
Vに関する次の問いに答えよ。

下線部（c）について、V₂O₅を原料として単体のVを生成させる二つの経路を図3に示す。経路Ⅰは、後の式（1）のようにV₂O₅と単体のカルシウムCaを反応させて単体のVを生成させる経路である。経路Ⅱは、式（2）のようにV₂O₅と水素H₂を反応させてV2O₃を生成させたのち、V2O₃を式（3）のように単体のCaと反応させて単体のVを生成させる経路である。

　V₂O₅（固）＋5Ca（固）　→　2V（固）＋5CaO（固）　・・・（1）
　V₂O₅（固）＋2H₂（気）　→　V₂O₃（固）＋2H₂O（液）　・・・（2）
　V₂O₃（固）＋3Ca（固）　→　2V（固）＋3CaO（固）　・・・（3）

経路ⅠとⅡに関係する各物質の生成エンタルピーを表1に示す。25℃、1.013✕10⁵PaにおいてV₂O₅1molあたりの、経路Ⅰの反応エンタルピーをΔH_Ⅰ、経路Ⅱの二つの反応エンタルピーの和をΔH_Ⅱとするとき、ΔH_ⅠとΔH_Ⅱの値の大小関係を示したものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、単体の生成エンタルピーは0kJ／molとする。