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はじめに

今回は、大学入試や定期テストで頻出の以下の反応熱についてまとめてみた。

化学変化に関する熱
・燃焼熱
・生成熱
・溶解熱
・中和熱
・水和熱
状態変化に関する熱
・蒸発熱
・融解熱
・昇華熱
結合に関する熱
・結合エネルギー
・解離エネルギー
・格子エネルギー
・イオン化エネルギー
・電子親和力

全て重要な熱なので、しっかりと理解しておこう。


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燃焼熱

物質1molが完全燃焼するときに発生する熱量

例として、メタンを燃焼した時の熱化学方程式・エネルギー図を確認しよう。

【例】メタンCH4(気)の燃焼熱は891kJ/molである。
CH4(気)+2O2(気)=CO2(気)+2H2O(液)+891kJ

生成熱

物質1molが成分元素の単体から生成するときに発生または吸収する熱量

例として、水素と窒素からアンモニアが生成した時の生成熱を確認しよう。

【例】アンモニアNH3(気)の生成熱は46kJ/molである。
1/2N2(気)+3/2H2(気)=NH3(気)+46kJ

溶解熱

物質1molが多量の水に溶解するときに発生または吸収する熱量

例として、塩化ナトリウムが水に溶解するときの反応を確認しよう。

【例】塩化ナトリウムNaCl(固)の溶解熱は3.9kJ/molの吸熱である。
NaCl(固)+aq=NaClaqー3.9kJ


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中和熱

酸と塩基が中和して水が1mol生じる時に発生する熱量

例として、HClaqとNaOHaqの中和反応を確認しよう。

【例】HClaqとNaOHaqの中和熱は57kJ/molである。
HClaq+NaOHaq=NaClaq+H2O(液)+57kJ

水和熱

イオン(気)1molが水和するときに発生する熱量

例として、Na+の水和反応、Clの水和反応を確認しよう。

【例1】Na+(気)の水和熱は400kJ/molである。
Na+(気)+aq=Na+aq+400kJ
【例2】Cl(気)の水和熱は367kJ/molである。
Cl(気)+aq=Claq+367kJ

蒸発熱

物質1molが蒸発するとき吸収する熱量

例として、液体の水が蒸発したときの反応を確認しよう。

【例】水H2Oの蒸発熱は44kJ/molである。
H2O(液)=H2O(気)ー44kJ

融解熱

物質1molが融解するとき吸収する熱量

例として、固体のH2Oの融解して液体のH2Oになる反応を確認しよう。

【例】H2Oの融解熱は6.0kJ/molである。
H2O(固)=H2O(液)ー6.0kJ

昇華熱

物質1molが昇華するとき吸収する熱量

例として、黒鉛の昇華反応を確認しよう。

【例】黒鉛Cの昇華熱は715kJ/molである。
C(黒鉛)=C(気体)ー715kJ


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結合エネルギー

分子内にある共有結合1molを切るときに必要な熱量(=エネルギー)
【例】H-Hの結合エネルギーは436kJ/molである。
H2(気)=2H(気)ー436kJ

解離エネルギー

分子1molに存在する共有結合を全て切るときに必要な熱量(結合エネルギーの合計)
【例】メタンCH4にあるC-Hの結合エネルギーは416kJ/molである。この時、CH4の解離エネルギーは(CH4の中にはC-H結合が4つあるので)416×4=1664kJとなる。
CH4(気)=C(気)+4H(気)ー1664kJ

格子エネルギー

イオン結晶1molを構成するイオンをバラバラにして、気体状態のイオンにするのに必要な熱量
【例】NaCl(固)の格子エネルギーは771kJである。
NaCl(固)=Na++Clー771kJ

イオン化エネルギー

原子から1コの電子を取り去って1価の陽イオンにするために必要な熱量
【例】Naのイオン化エネルギーは496kJ/molである。
Na(気)=Na+(気)+eー496kJ

電子親和力

原子が電子を1コ受け取って1価の陰イオンになるときに放出される熱量
【例】Cl(気)の電子親和力は349kJ/molである。
Cl(気)+e=Cl(気)+349kJ


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