 物質が変化するときは，必ず熱の出入りがあります。また，物質の状態変化に比べて化学変化のときには，多量の熱が発生したり吸収されたりします。どうして熱の出入りがあるのでしょうか。今日の学習内容は，次の通りです。 （１） 熱と熱量 （２） 反応熱 （３） 熱化学方程式 （４） いろいろな反応熱 です。 発熱反応は，温度が高くなる反応です。携帯用カイロは，発熱反応を利用したものです。それに対して，冷却パックのように温度が下がる反応を吸熱反応といいます。熱を吸えば温度が高くなると考える人はいませんか。熱エネルギーを吸収して，それを違う形のエネルギーにするのです。ですから，周りの熱エネルギーを奪われたものは，熱運動が低下して温度が下がるわけです。  |
 １ 反応熱と熱化学方程式 （１）熱と熱量 温かさや冷たさの度合い→温度 温度は温度計を用いて測ることができる。 物質を加熱する。→温度が上昇する。 このとき物質が受け取ったエネルギーを熱（熱エネルギー）といい，その量を熱量という。 物質１ｇの温度を１℃上げるのに必要な熱量→比熱（単位：Ｊ/（ｇ・℃） 比熱ｃ〔Ｊ/（ｇ・℃）〕，質量ｍ〔ｇ〕の物質が，温度ｔ 〔℃〕上昇したとき，物質が吸収した熱量Ｑ〔Ｊ〕は，
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水の比熱は４．２Ｊ/（ｇ・℃）です。したがって，１ｇの水の温度を１℃上昇させるのに必要な熱量は，Ｑ＝４．２×１×１＝４．２〔Ｊ〕となりますね。４．２Ｊは１ｃａｌと等しい熱量です。１Jは約０．２４calです。 次は，反応熱です。 |
（２）反応熱 化学反応にともなって放出されたり吸収されたりする熱→反応熱 熱を発生する化学反応→発熱反応 （例） ２Ｈ２ ＋ Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ 熱を吸収する化学反応→吸熱反応 （例） Ｃ（黒鉛） ＋ Ｈ２Ｏ → ＣＯ ＋ Ｈ２ |
化学変化や状態変化にともなう熱の出入りは，熱化学方程式で表現します。このとき注意することは，→ではなく，＝を使うことです。よく間違えますから，注意して下さい。熱化学方程式では，左辺と右辺のエネルギーの和が等しいことを意味します。下の２つの例を参考にして下さい。 |
（３）熱化学方程式 化学反応式の右辺に反応熱をかき加え，左辺と右辺を等号（＝）で結んだ式→熱化学方程式 熱化学方程式はエネルギーに関する等式 反応熱の符号…発熱反応は＋，吸熱反応は− 必要に応じて化学式のあとに物質の状態を（気）・（液）・（固），水溶液はａｑと付記する。 ＜例１＞  ２Ｈ２ ＋ Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ Ｅ１は気体の水素１molと気体の酸素１/２molのもっているエネルギーだから Ｅ１＝Ｈ２（気）＋１/２Ｏ２（気）…(1) Ｅ２は液体の水１molがもっているエネルギーだから Ｅ２＝Ｈ２Ｏ（液）…(2) Ｅ１−Ｅ２＝２８６〔ｋＪ〕 式を変形すると Ｅ１＝Ｅ２＋２８６ｋＪ…(3) (3)式に(1)，(2)式を代入すると Ｈ２（気）＋１/２Ｏ２（気）＝Ｈ２Ｏ（液）＋２８６ｋＪ ＜例２＞  Ｃ（黒鉛） ＋ Ｈ２Ｏ → ＣＯ ＋ Ｈ２ Ｅ１は黒鉛１molと気体の水１molのもっているエネルギーだから Ｅ１＝Ｃ（黒鉛）＋Ｈ２Ｏ（気）…(1) Ｅ２は気体の一酸化炭素１molと気体の水素１molがもっているエネルギーだから Ｅ２＝ＣＯ（気）＋Ｈ２（気）…(2) Ｅ２−Ｅ１＝１３１〔ｋＪ〕 式を変形すると Ｅ１＝Ｅ２−１３１ｋＪ…(3) (3)式に(1)，(2)式を代入すると Ｃ（黒鉛）＋Ｈ２Ｏ（気）＝ＣＯ（気）＋Ｈ２（気）−１３１ｋＪ |
| 反応熱には，特別の名前で呼ばれているものがあります。それらの意味をしっかりと把握して下さい。中心になるものが１molになるよう定義されています。生成熱については，後ほど扱うことにします。 |
（４）いろいろな反応熱 ＜燃焼熱＞ 物質１molが完全燃焼するときに発生する熱 Ｃ３Ｈ８（気） ＋ ５Ｏ２（気） ＝ ３ＣＯ２（気） ＋ ４Ｈ２Ｏ（液） ＋ ２２１９ｋＪ ＜溶解熱＞ 溶質１molを多量の溶媒に溶かしたときに出入りする熱 ＮａＯＨ（固） ＋ ａｑ ＝ ＮａＯＨａｑ ＋ ４５ｋＪ ＜中和熱＞ 酸と塩基の反応で，１molの水が生成するときに発生する熱 ＨＣｌaq ＋ ＮａＯＨａｑ ＝ ＮａＣｌａｑ ＋ Ｈ２Ｏ（液） ＋ ５６．５ｋＪ |
| 水溶液はａｑと付記するのでしたね。ａｑは多量の水を表します。 では，今日の勉強の確認です。 １．比熱ｃ〔Ｊ/（ｇ・℃）〕，質量ｍ〔ｇ〕の物質が，ｔ 〔℃〕上昇すると，この物質が得た熱量Ｑ〔Ｊ〕はどのような式で示すことができますか？ ２．熱を発生する化学変化を何といいますか？ ３．熱を吸収する化学変化を何といいますか？ ４．気体の水素１molと気体の酸素０．５molから液体の水ができる反応は，２８６ｋJの発熱反応です。この反応を熱化学方程式で示しなさい。 ５．燃焼熱，中和熱，溶解熱をそれぞれ説明しなさい。 次回は，熱の学習で最も大切なヘスの法則について勉強しましょう。 |
答
１．Ｑ＝ｃｍｔ
２．発熱反応
３．吸熱反応
４． Ｈ２（気）＋１/２Ｏ２（気）＝Ｈ２Ｏ（液）＋２８６ｋＪ
５．燃焼熱は物質１molが完全燃焼するときに発生する熱，中和熱は酸と塩基の反応で１molの水が生成するときに発生する熱，溶解熱は溶質１molを多量の溶媒に溶かしたときに出入りする熱である。