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第１節 熱化学方程式
Ａ 反応熱
►反応熱・発熱反応・吸熱反応
化学反応に伴って物質系に出入りする熱量を反応熱という。反応が等温等圧で行
われた場合は定圧反応熱，等温定容で行われた場合は定容反応熱という。前者は反
応物と生成物とのエンタルピー変化で，一般にDHの記号で表され，後者は反応物
と生成物との内部エネルギー変化で，一般にDEの記号で表される。
通常は，1atmのもとで測られたエンタルピー変化DHを，単に反応熱と呼ぶ。
反応で熱が吸収されると，生成物のほうがエンタルピーが大きくなるので，DHは
正になり，吸熱反応と呼ばれる。一方，逆に反応で熱が放出されると，生成物の方
がエンタルピーが小さくなるので，DHは負になり，発熱反応と呼ばれる。反応熱
は，反応の種類によって，燃焼熱・中和熱・溶解熱などと呼ばれる。
参考 化学かいろと瞬間冷却パック
►化学かいろ
化学かいろには，主として鉄粉・活性炭・塩化ナトリウム水溶液・繊維などの混
合物が用いられている。発生する熱は，空気中の酸素により徐々に鉄が酸化される
ときの燃焼熱を利用している。
Ｂ 熱化学方程式
►熱化学方程式(熱化学反応式)
化学反応に伴う反応熱の出入りを付記した化学方程式(化学反応式)をいう。たと
えば，塩素爆鳴気の反応は，熱化学方程式で次のように表される。
H2(気)＋Cl2(気)＝2HCl(気)＋185kJ
この式で，185kJは，水素と塩素各1molが反応して塩化水素2molを生じたとき
の反応熱であり，反応熱の符号が＋であるから発熱反応になる。符号がもし−であ
れば吸熱反応となる。より一般的には，次のように表される。
H2(気)＋Cl2(気) 
2HCl(気) DH＝−185kJ
ここで，エンタルピー変化DHの符号が熱化学方程式の符号と逆であることに注
意したい。
熱化学方程式では，一般に物質をmol単位で示す。また，物質の状態を示すた
めに，化学式に状態を示す記号を付記する。気体では(気)または(g)，液体では
(液)または(l)，固体では(固)または(s)，希薄水溶液では(aq)などとする。
Ｃ いろいろな反応熱
►燃焼熱
物質が完全に燃焼する場合に発生する熱量で，普通，物質1g，または1molについ
ての熱量で表される。定圧下と定容下とでの値は異なるが，化学上の目的には，定
容下における燃焼熱をボンベ熱量計で求めた後，定圧下の値を計算で出すことが多
い。)
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有機化合物の燃焼熱〔kJ/mol〕25℃，103hPaの値。 |
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|
物質(状態) |
燃焼熱 |
物質(状態) |
燃焼熱 |
物質(状態) |
燃焼熱 |
|
メタン(気) |
890.7 |
シクロプロパン(気) |
2091.3 |
メタノール(気) |
725.7 |
|
エタン(気) |
1560.7 |
シクロブタン(液) |
2721.1 |
エタノール(液) |
1367.6 |
|
プロパン(気) |
2219.2 |
シクロペンタン(液) |
3291.6 |
1−プロパノール(液) |
2021.25 |
|
ブタン(気) |
2877.5 |
シクロヘキサン(液) |
4163.2 |
2−プロパノール(液) |
2005.75 |
|
ペンタン(液) |
3509.1 |
シクロへプタン(液) |
4598.78 |
1−ブタノール(液) |
2675.89 |
|
ヘキサン(液) |
4163.2 |
ベンゼン(液) |
3267.5 |
2−ブタノール(液) |
2660.59 |
|
へプタン(液) |
4817.01 |
トルエン(液) |
3909.9 |
フェノール(固) |
3053.5 |
|
オクタン(液) |
5470.45 |
o−キシレン(液) |
4552.83 |
グリセリン(液) |
1655.35 |
|
ノナン(液) |
6125.19 |
m−キシレン(液) |
4551.83 |
ギ酸(固) |
254.24 |
|
デカン(液) |
6778.33 |
p−キシレン(液) |
4552.83 |
酢酸(液) |
874.3 |
|
エチレン(気) |
1411.2 |
スチレン(液) |
4395.2 |
シュウ酸(固) |
251.15 |
|
プロピレン(気) |
2039.72 |
ナフタレン(固) |
5156.2 |
サリチル酸(固) |
3022.16 |
►溶解熱
物質が溶媒中に溶けるときに発生または吸収される熱量で，一般に発熱する場合
が多いが，硝酸カリウム，硝酸アンモニウムなどの場合には熱を吸収する。これら
の塩では，水和エネルギーよりも結晶の凝集エネルギーのほうが大きいため吸熱反
応になると考えられる。
溶解熱は，結晶中の原子・分子・イオンなどの間の結合の切断と，水和などの溶
媒和の結果生じる熱なので，広義の反応熱に属するが，もっと限定すれば混合熱の
一種である。溶解に際して，無水物が酸や塩基になるときの発熱は，化学変化に伴
う熱であるし，水和水 (結晶水)が配位して水和物をつくるときの発熱も単純な溶解
熱とはいえないが，普通これらも溶解熱として扱う。
溶解熱は，普通溶質1molを多量の溶媒に溶かし希薄溶液をつくるときの値で示
す。溶媒が少ないときは，希釈熱の分だけ差が生じる。
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溶解熱〔kJ/mol〕 25℃，103hPa
で，水への溶解熱 |
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物 質 |
溶解熱
|
物 質
|
溶解熱
|
物 質
|
溶解熱
|
物 質
|
溶解熱
|
|
AgNO3 |
−22.6 |
NaCl |
−3.88 |
NH3(気) |
34.18 |
HF(気) |
61.5 |
|
BaCl2 |
13.4 |
NaNO3 |
−20.5 |
HBr(気) |
85.15 |
HNO3(液) |
33.3 |
|
CaCl2 |
81.3 |
NH4Cl |
−14.8 |
HCl(気) |
74.85 |
H2SO4(液) |
95.28 |
|
CuSO4 |
73.14 |
Ba(OH)2 |
50.6 |
H2S(気) |
19.09 |
エタノール |
10.5 |
|
FeCl3 |
151 |
Ca(OH)2 |
16.74 |
CO2(気) |
20.3 |
酢酸 |
1.67 |
|
KCl |
−17.21 |
KOH |
57.61 |
Cl2(気) |
23.4 |
シュウ酸 |
−2.1 |
|
KNO3 |
−34.9 |
NaOH |
44.52 |
O2(気) |
11.7 |
尿素 |
−15.4 |
►