反応エンタルピー
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「化学」の内容 (2) ア (ｱ) ㋐「化学反応と熱・光」。
解説は「反応熱が生成物と反応物のもつそれぞれの化学エネルギーの総和の差で表せること」を扱い、
化学エネルギーの差はエンタルピー変化で表すとしている。
0. どういう論点か
熱の出入りは、反応の前後で物質がもつエネルギーの差です。
差を表す量がエンタルピー変化 ΔH で、符号の向きがすべての論点です。
| ΔH の符号 | エネルギーは | 周囲の温度 | |
|---|---|---|---|
| 発熱反応 | ΔH < 0（負） | 出ていく | 上がる |
| 吸熱反応 | ΔH > 0（正） | 入ってくる | 下がる |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 発熱反応の ΔH は負（熱が「出る」のに符号は負。物質がもつエネルギーが減ったため）
- ΔH は 1 mol あたりの値で、係数を 2 倍にすれば ΔH も 2 倍になる
- 状態（固・液・気）で値が変わるので、化学式に必ず状態を書く
1. 発熱反応と吸熱反応
根拠: 学習指導要領 化学-(2)-ア-(ア)-㋐
反応にともなって熱を放出する反応と、吸収する反応をそれぞれ何という？
発熱反応と吸熱反応
反応物と生成物がもつ化学エネルギーの差が、熱として出入りする。
発熱反応では、エンタルピー変化 ΔH の符号はどうなる？
負（ΔH < 0）
生成物のもつエネルギーのほうが小さいので、差は負になる。
吸熱反応では、ΔH の符号はどうなる？
正（ΔH > 0）
生成物のほうがエネルギーが大きく、そのぶんを外から受け取る。
発熱反応が起きたとき、周囲の温度はどうなる？
上がる
物質が失ったエネルギーが熱として周囲へ移るため。
反応エンタルピーの書き方は？（メタンの燃焼を例に）
CH₄(気) + 2O₂(気) → CO₂(気) + 2H₂O(液) ΔH = −891 kJ
化学反応式の後ろに ΔH を書き、各物質に状態を付ける。
同じ反応でも、水が液体か気体かで ΔH の値は変わる？
変わる
状態変化にもエンタルピー変化が伴うため。だから状態を必ず書く。
係数をすべて 2 倍にすると、ΔH はどうなる？
2 倍になる
ΔH は反応式に書いた量に対する値なので、量に比例する。
2. いろいろな反応エンタルピー
根拠: 学習指導要領 化学-(2)-ア-(ア)-㋐
名前が違っても中身は「何を 1 mol にそろえるか」の違いだけです。
どの物質を 1 mol にした値なのかを毎回確かめれば取り違えません。
燃焼エンタルピーとは？
物質 1 mol が完全燃焼するときのエンタルピー変化
必ず発熱なので、値は負になる。
生成エンタルピーとは？
化合物 1 mol が、その成分元素の単体から生成するときのエンタルピー変化
正のことも負のこともある。
単体の生成エンタルピーはいくつと決められている？
0
基準にするため。ただし同素体があるときは、指定された状態（黒鉛など）を基準にする。
中和エンタルピーとは？
中和によって水 1 mol が生じるときのエンタルピー変化
強酸と強塩基なら、どの組合せでもほぼ −56 kJ/mol になる。
強酸と強塩基の中和エンタルピーが、組合せによらずほぼ同じなのはなぜ？
実際に起きている反応が H⁺ + OH⁻ → H₂O だけだから
塩をつくるイオンは水中でそのまま残っている。
溶解エンタルピーとは？
物質 1 mol を多量の溶媒に溶かすときのエンタルピー変化
硝酸アンモニウムのように吸熱（正）のものもある。
3. 状態変化と熱の測定
根拠: 学習指導要領 化学-(2)-ア-(ア)-㋐
融解エンタルピー・蒸発エンタルピーの符号は？
どちらも正
粒子を引き離す向きなので、熱を吸収する。
熱量 Q を、質量 m・比熱 c・温度変化 Δt から求める式は？
Q = m c Δt
実験で反応熱を求めるときは、まず溶液が受け取った熱量をこの式で出す。
発泡ポリスチレンの容器で中和熱を測るのはなぜ？
外部への熱の逃げを小さくするため
逃げたぶんだけ、測定値は本当の値より小さくなる。