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高校基礎Chapter 298

熱化学方程式とヘスの法則

反応熱は「経路によらない」。これだけでほとんどの計算問題が解ける。

#熱化学#ヘスの法則#反応熱#エンタルピー#燃焼熱

つまり「スタートとゴールだけで熱量が決まる」

AからCへ行くとき、AからBを通ってもAから直接行っても、同じ熱量。

これがヘスの法則(総熱量保存の法則)


反応熱の種類

種類定義
燃焼熱物質1molが完全燃焼するときの熱量
生成熱単体から化合物1molが生成するときの熱量
中和熱水1molが生成する中和反応の熱量
溶解熱物質1molが溶解するときの熱量

ヘスの法則の使い方

COの燃焼熱を求める

与えられた式:

  1. C + O₂ → CO₂ + 394 kJ
  2. CO + ½O₂ → CO₂ + 283 kJ

求める式:C + ½O₂ → CO + Q

式①−式②:Q = 394 − 283 = 111 kJ


よく混乱するところ

「生成熱」と「燃焼熱」は別。

CO₂の生成熱 = Cが燃えてCO₂になる熱量 = CO₂の燃焼熱 ではない。

式を逆にすると符号が逆になる。


💡豆知識

爆発物が爆発するとき、反応は数マイクロ秒(100万分の数秒)で完了する。これは反応熱が一瞬で放出されるため。同じエネルギーでも、ゆっくり放出すると「温かさ」、一瞬で放出すると「爆発」になる。熱化学はエネルギーの「量」だけでなく、「放出速度」も重要だということを示している。

よく間違えるところ

生成熱と燃焼熱は別物。CO₂ の生成熱 = 単体の C と O₂ から CO₂ が生成するときの熱量。CO₂ の燃焼熱は存在しない(CO₂ はそれ以上燃えない)。混乱したら「何が何になるときの熱か」を確認する。

重要ポイント

まとめ

  • ヘスの法則:反応熱は経路によらず一定
  • 発熱:Q > 0、吸熱:Q < 0
  • 式の加減算でQ を求める
  • 式を逆にすると符号が逆になる

まとめ

  • ヘスの法則:反応熱 = 経路によらない
  • 発熱:Q > 0(右辺に+)、吸熱:Q < 0
  • 式の加減算でQ を求める
  • 式を逆にすると符号が逆

// quiz

確認問題

Q1.ヘスの法則の内容として正しいものはどれか?

Q2.発熱反応の反応熱Q はどのように表すか?

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電離平衡と緩衝液

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