吸熱反応と発熱反応

質問

吸熱反応と発熱反応を熱化学方程式に書くとき、生成熱は「＋」？「－」？、中和熱は「＋」？「－」？というに、反応熱に対する「＋」「－」のつけ方がわかりません。
つけ方えを教えてください。

回答No.5

rei00 · ベストアンサー

MiJun さんの参考 URL のページに書かれている事の繰り返しの様になりますが，熱化学方程式は反応物と生成物間の熱量（エネルギー）の収支を示しています。

　吸熱反応は熱を加えて（エネルギーを与えて）始めて生成物ができるわけですから，「反応物のエネルギー ＋ 熱 ＝ 生成物のエネルギー」となります。この熱を右辺に移項すると，「反応物のエネルギー ＝ 生成物のエネルギー － 熱」となりますので，生成熱は「－」になります。

　同様に，発熱反応では，生成物ができるのと同時に熱が出るわけですから，「反応物のエネルギー ＝ 生成物のエネルギー ＋ 熱」となり，生成熱は「＋」になります。

　中和熱の場合も，発熱反応か吸熱反応かを考えれば同じ事です。

回答No.7

rei00

rei00 です。先の回答に訂正と補足致します。

　まづ，訂正です。loveovo さん（はじめまして。最近よく一緒になりますね。今後ともよろしくお願い致します），ご指摘ありがとうございました。私，間違っています（スミマセン）。

　先の回答に２ヶ所出てくる「生成熱」は，いづれも「反応熱」の間違いです。お詫びと共に訂正いたします（反省）。生成熱の定義は loveobo さんがお書きの通りです。

　ついでにと言っては何ですが，補足もしておきます。

　私は（おそらく，loveobo さん以外の回答者の方も）この回答を高校生レベルで考えてしまいました。高校生レベルでは，先の回答に書いた様に，「反応物 ＝ 生成物 + 反応熱」といった書き方をします（MiJun さんの参考 URL のペ－ジもそうですし，私も二十数年前にそう習いました）。そのため，発熱反応では「＋」，吸熱反応では「－」になります。ご注意いただきたいのは，ここでは，熱エネルギ－（絶対値）の保存を先の等式にしています。

　一方，loveobo さんは，大学レベルでの回答を書かれています。この場合，「熱力学では系に入る熱に正の符号を付す」ので，発熱反応（系の熱が減少）で「－」，吸熱反応（系の熱が増加）で「＋」になります（「理化学辞典　第５版」参照）。この場合は，系への熱の移動を（方向も含めて）考えています。この場合は，「反応物 → 生成物　反応熱 ＝ XXXX」といった書き方をします。

　また混乱させたかも知れませんが，考え方はどちらでも構わないと思います。loveobo さんも書かれている様に，「反応物と生成物のエネルギ－の大小関係」を元に「注目している反応における熱の出入を考えれば」大丈夫だと思います。

回答No.6

loveobo

No.4はvikkyiさんをかえって混乱させてしまったかもしれませんね。
結論だけ見れば、No.3 red_snakeさん、No.5 rei00さんと逆のことを
書いてますから。No.4が誤りだったら恥の上塗りですが、みっつに
分けて整理してみようと思います。

（１）　rei00さんの解説前半にあるように、熱化学方程式を書くとき、
熱量の項を左辺（原系）に書くか、右辺（生成系）に書くかで ＋／－ の
符号は逆転します。数学の方程式と同じですね。
原料 → 生成物 ＋ ○○ kJ/mol（原料から生成物と○○kJ/molの熱ができる）
のような発熱反応の記述は
原料 － ○○ kJ/mol → 生成物（生成物は原料よりも○○kJ/molだけ安定）
と書いても、言っていること（熱収支）は同じです。

（２）　No.4に書いたように、反応熱は「系」が持っているエネルギーの収支
で定義され、発熱反応の反応熱はマイナスの値になります。（私の理解）
ただ、（実は慌てて調べなおしたのですが）慣用的に「発熱反応の反応熱を
プラスで表記」することもあるようです。従って、単に「この反応の反応熱は
○○kJ/mol」とだけ出てくると疑義が生じますが、注目している反応における
熱の出入を考えれば、熱化学方程式における ＋／－ の混乱は解消するでしょう。

（３）　中和熱は中和反応における反応熱、つまり反応熱の一種にすぎません。
一方、生成熱は「ある物質に固有の値」という性格で、「その物質を元素から作る
反応における反応熱」として定義されます。（厳密にはもう少し複雑な定義ですが）
Ｈ2（気体） ＋ 1/2 Ｏ2（気体） → Ｈ2Ｏ（液体）＋ ○○kJ/mol
という反応（発熱反応です）における「－ ○○kJ/mol 」が水の生成熱です。

＃rei00さんの「吸熱反応の生成熱はマイナス」は「吸熱反応の生成系（右辺）
に記述する熱はマイナス」という意図と存じますが、生成熱の定義から外れる
のではないでしょうか？

回答No.4

loveobo

ceres67様の「与えられた熱を、片っ端から符号を反対にして」は
乱暴なようですが、「うまいこと言う！」とも感じました。
反応をフラスコの外から眺めている私たちの立場で、フラスコが熱く
なる反応が発熱反応、冷たくなるのが吸熱反応であることは直感的に
納得できますよね？　一方、 熱化学計算における生成熱や中和熱は、
注目している分子やイオンの立場（系と言います）での化学エネルギー
の増減です。

生成熱や中和熱の符号がマイナスというのは、系の化学エネルギーが
減少するということで、余った分が熱エネルギーとして系から放出され、
私たちは「発熱」を観測することになります。

vikkyi様の疑問解決の取っ掛かりになれば幸いです。ご質問の意図を
はずしているかもしれませんので、「自信なし」ということで。

回答No.3

ceres67

red_snakeさんに付け足します。
熱化学方程式を解くときのテクニックなので、本質的ではないのですが。

　熱化学方程式の問題で、どこか一カ所の生成熱やら反応熱やらを求める問題なんですが、
与えられた熱を、片っ端から符号を反対にして代入していくと、求めたい数字が簡単に出せます。

回答No.2

red_snake

簡単に言うと、熱が発生する時は＋、熱を吸収する時は－。
問題文に符号がついていることが多いです。
そうしたら中和熱の時も熱が発生するのか、吸収するのかを見れば大丈夫です。

回答No.1

noname#211914

以下の参考ＵＲＬサイトは参考になりますでしょうか？
「反応熱と熱化学方程式」
◎http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/ChemIB/index.html
（化学Ｉｂ）
このサイトで第４章を参考にしてください。

ご参考まで。

補足お願いします。

参考URL：

http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture1/lect3011.html