【プロ講師解説】このページでは『反応熱(燃焼熱・融解熱・解離エネルギーなど)』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。
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化学変化に関する熱
化学反応が起こったときに出る熱と定義されるグループである。5つあるので順番に確認していこう。
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
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=Cl–aq+367kJ
状態変化に関する熱
状態変化に伴う熱のグループである。
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
結合に関する熱
化学エネルギーの高い状態にするために外部から加えるエネルギーと定義されるグループである。
基本的に全て吸熱反応であり、正の値で表されることが多い。
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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・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター
数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆
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